Hauptunterschied – Prokaryontische vs. eukaryontische Transkription

Die prokaryontische Transkription findet im Zellzytoplasma statt und bei Prokaryonten finden sowohl die Transkription als auch die Translation gleichzeitig statt. Die eukaryotische Transkription erfolgt im Zellkern und bei Eukaryoten unterscheiden sich Transkription und Translation in Raum und Zeit.

Bevor wir den Unterschied zwischen prokaryotischer und eukaryotischer Transkription im Detail kennenlernen, schauen wir uns zunächst den Prozess der Transkription an. Transkription ist der Prozess der Herstellung eines RNA-Moleküls unter Verwendung eines der DNA-Stränge als Matrize. Hier wird die Information in der DNA transkribiert oder in ein Boten-RNA-Molekül (mRNA) kopiert. Anschließend wird diese mRNA ins Zytoplasma transportiert, wo sie mit Hilfe zahlreicher Enzyme in ein funktionsfähiges Proteinmolekül übersetzt wird.

Die Transkription erfordert drei Hauptkomponenten:

DNA-Template (Template-Strang) – nur ein Strang des DNA-Moleküls wird für die Transkription verwendet

Die Rohstoffe wie Ribonukleosidtriphosphat (rNTPs)

Der Transkriptionsapparat – die Enzyme, die für den Start und den laufenden Prozess der Transkription erforderlich sind

Der Transkriptionsprozess besteht aus drei Phasen; Initiierung, Verlängerung und Beendigung.

Einleitung – Transkriptionsapparat baut sich auf dem Promotor auf und startet die RNA-Synthese.

Verlängerung – RNA-Polymerase liest den DNA-Matrizenstrang durch, während die Doppelhelix-DNA abgewickelt wird, und fügt nacheinander neue Nukleotide am 3’-Ende des synthetisierenden RNA-Strangs hinzu.

Beendigung – Erkennung des Endes der Transkriptionseinheit und Trennung des RNA-Moleküls vom DNA-Templat.

Was ist prokaryontische Transkription?

Prokaryoten haben keinen organisierten Kern, daher befindet sich das Kernmaterial oder die DNA im Zytoplasma. Daher findet die Transkription im Zytoplasma statt und alle für die Transkription benötigten Vorläufer finden sich im Zytoplasma. Die prokaryontische Transkription erfordert das RNA-Polymerase-Enzym, damit die Transkription erfolgreich abgeschlossen werden kann. Das Enzym enthält fünf Untereinheiten (α, β, β’, ω) und bindet an den Sigmafaktor und die Promotorregion und initiiert dann die Transkription durch Vervollständigung des Holoenzyms. In Prokaryonten ist DNA nicht an Histone gebunden. Somit wird die Transkription direkt eingeleitet. Dies könnte von Vorteil sein, wenn Prokaryonten überlappende Gene aufweisen. Die Transkription beginnt an der Promotorregion und verlängert sich durch die kodierende Region und endet, wenn die RNA-Polymerase das Terminationssignal liest. Es gibt zwei Arten von Abschlusssignalen, Rho-abhängig und unabhängig. Die transkribierte mRNA wird während der Transkription vollständig translatiert, und die meiste Zeit findet keine Verarbeitung nach der Transkription statt.

Typische prokaryontische Zelle

Was ist eukaryotische Transkription?

Die eukaryotische Transkription ist komplexer als die eukaryotische Transkription und findet innerhalb des Zellkerns statt. Im Gegensatz zu Prokaryoten enthalten Eukaryoten je nach Transkriptionsbedarf fünf Typen von RNA-Polymerasen und enthalten 10 – 17 Untereinheiten. Zum Beispiel transkribiert RNA-Polymerase I große mRNA und RNA-Polymerase II transkribiert snRNA, snoRNA und miRNA usw. Diese fünf Enzyme, die unterschiedlich in Organismen vorkommen, zum Beispiel sind RNA-Polymerase IV und V nur in Pflanzen vorhanden.

Art der RNA-Polymerase	Transkribieren von Molekülen
RNA-Polymerase I	Große rRNA
RNA-Polymerase II	Prä-mRNA, einige snRNAs, snoRNAs, einige miRNAs
RNA-Polymerase III	tRNAs, kleine rRNAs, einige snRNAs, einige miRNAs
RNA-Polymerase IV	Einige miRNAs
RNA-Polymerase V	RNA-Moleküle, die an der Heterochromatin-Bildung beteiligt sind

Zuerst löst sich die DNA von Histonproteinen und entwickelt sich in der Nähe der Promotorregion. RNA-Polymerase und andere Transkriptionsfaktoren, einschließlich Enhancer, werden an die Promotorregion gebunden. Die Transkription beginnt an der Transkriptionsinitiationsstelle und geht bis zum Transkriptionsterminationssignal. Im Gegensatz zu Prokaryoten ist das Transkript sehr lang und durchläuft eine umfangreiche Verarbeitung. Neu gebildete mRNA wird als Prä-mRNA bezeichnet. Dies wird verarbeitet, indem die nicht-kodierende Region herausgeschnitten wird, und die kodierenden Regionen werden wieder zusammengefügt. Dies wird als reife mRNA bezeichnet und kann translatiert werden. Dies ist der vollständige Prozess der Transkription.

Eukaryontische Zelle (Tier)

Unterschied zwischen prokaryotischer und eukaryotischer Transkription

Standort

Prokaryontische Transkription kommt im Zellzytoplasma vor.

Eukaryontische Transkription kommt im Zellkern vor.

Transkription und Übersetzung

In Prokaryontische Transkription, Transkription und Übersetzung erfolgen gleichzeitig.

In Eukaryontische Transkription, Transkription und Translation unterscheiden sich in Raum und Zeit (Transkription – Kern, Translation – Zytoplasma)

Transkription von mRNA

In Prokaryontische Transkription, mRNA wird direkt vom DNA-Matrizenmolekül transkribiert.

In Eukaryontische Transkription, wird zunächst ein prä-mRNA-Molekül (primäres Transkript) gebildet und dann zu einer reifen mRNA prozessiert.

Art der mRNA

In Prokaryontische Transkription, der Typ der RNA-Polymerase variiert nicht mit dem Bakterientyp.

In Eukaryoten-Transkription, die Art der RNA variiert mit den Organismen.

z.B. RNA-Polymerase I, II, III sind in allen Eukaryoten vorhanden, aber RNA-Polymerase IV und V sind nur in Pflanzen vorhanden

RNA-Polymerase

Eine einzige Art von RNA-Polymerase, die ein Kernenzym und andere Untereinheiten aufweist, ist an der prokaryontische Transkription.

Die Art der RNA-Polymerase variiert je nach Art der RNA, die in der RNA transkribiert wird eukaryotische Zellen. (d.h. Sie identifizieren verschiedene Arten von Promotoren)

Untereinheiten

Prokaryotik RNA-Polymerase besteht aus fünf Untereinheiten (α, β, β’, ω)

Eukaryoten Die RNA-Polymerase besteht aus 10 – 17 Untereinheiten.

Promoter-Anerkennung

In Prokaryoten, Holoenzym (RNA-Polymerase + Sigma-Faktor) erkennt und bindet direkt an den Promotor.

In Eukaryoten, kann die Promotorerkennung nicht durch die RNA-Polymerase allein durchgeführt werden, aber akzessorische Proteine ​​in der Zelle sollten den Promotor erkennen, wodurch eine spezifische RNA-Polymerase für den Promotor rekrutiert wird.

Art der Transkription

In Eukaryoten, ein Komplex aus Histonproteinen und DNA sollte vor der Transkription zugänglich sein.

In prokaryotisch, DNA ist nicht an die Histonproteine ​​gebunden. Daher erfolgt die Transkription direkt.

Promoter

Eukaryoten DNA, die durch die RNA-Polymerase II identifiziert wird, weist zwei Teile des Promotors auf, bekannt als Core-Promotor und regulatorischer Promotor.

In prokaryotisch Promotor ist keine solche Differenzierung erkennbar.

Transkriptionsterminatoren

Prokaryontische Zellen besitzen zwei Arten von Transkriptionsterminatoren; Rho-abhängige Terminatoren und Rho-unabhängige Terminatoren.

In Eukaryoten-Transkription, verwenden die drei RNA-Polymerasen unterschiedliche Mechanismen für die Termination.

z.B. RNA-Polymerase I – benötigt einen Terminationsfaktor, der stromabwärts der DNA-Terminationsstelle bindet.

RNA-Polymerase II – transkribiert die Terminationssequenz und produziert dann eine Reihe von Uracilen.

An das RNA-Molekül binden

Rho-Faktor bindet an das wachsende RNA-Molekül im prokaryontische Transkription.

Abbruchfaktor in Eukaryoten bindet an das DNA-Matrizenmolekül.

Verbesserung von Proteinen

Eukaryontische Transkription kann durch Proteine, die Enhancer genannt werden, verstärkt werden, die an eine andere Stelle der DNA binden, die von der transkribierenden Region entfernt ist.

Dies wird nicht gemeldet in prokaryontische Transkription.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

„Average prokaryote cell-en“ von Mariana Ruiz Villarreal, LadyofHats (Public Domain) über Commons

„Animal cell structure de“ von LadyofHats (Mariana Ruiz) – Eigene Arbeit mit Adobe Illustrator. Bild umbenannt von Image:Animal cell structure.svg. (Public Domain) über Commons