Hauptunterschied – Transkription vs. umgekehrte Transkription

Transkription und reverse Transkription sind zwei zelluläre Mechanismen, bei denen genetisches Material in andere Nukleinsäuren kodiert wird. Die Hauptunterschied zwischen Transkription und reverser Transkription ist das Transkription ist die Kodierung des DNA-Genoms in RNA-Moleküle, während die reverse Transkription die Kodierung des RNA-Genoms in DNA-Moleküle ist. Während der Transkription können mRNA, tRNA oder rRNA produziert werden. cDNA wird während der reversen Transkription produziert. Die RNA-Polymerase ist an der Transkription beteiligt, während die reverse Transkriptase als Enzyme an der reversen Transkription beteiligt ist. Die Transkription findet sowohl bei Prokaryoten als auch bei Eukaryoten statt, während die reverse Transkription hauptsächlich bei RNA-Viren auftritt.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist Transkription? – Definition, Mechanismus, Bedeutung 2. Was ist umgekehrte Transkription? – Definition, Mechanismus, Bedeutung 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Transkription und umgekehrter Transkription? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen Transkription und umgekehrter Transkription? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: DNA, Wirtsgenom, mRNA, Reverse Transkription, RNA, RNA-Polymerase, Transkription

Was ist Transkription?

Bei der Transkription wird eine Kopie der genetischen Information, die in DNA-Genomen gespeichert ist, in einen komplementären RNA-Strang erstellt. Die RNA-Polymerase ist das Enzym, das an der Transkription beteiligt ist. Das Transkript ist komplementär und antiparallel zum Template. Der hauptsächlich produzierte RNA-Typ ist mRNA. mRNAs werden durch die Transkription von Genen hergestellt, die für Proteine ​​kodiert sind. Diese mRNA wird während der Proteinsynthese dekodiert, um eine Aminosäuresequenz eines funktionellen Proteins zu erzeugen. Darüber hinaus werden auch tRNA und rRNA, die bei der Proteinsynthese helfen, transkribiert. Die Transkription ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Transkription

Transkriptionsmechanismus

Bei der prokaryontischen und eukaryontischen Transkription wird der Antisense-Strang in 5'- nach 3'-Richtung in die mRNA transkribiert. RNA-Polymerase benötigt keine RNA-Primer zur Initiation der Transkription. Die vier am Transkriptionsprozess beteiligten Schritte sind Initiation, Promotor-Escape, Elongation und Termination.

Einleitung

Die Transkription wird durch die Bindung von RNA-Polymerase an den Promotor des Gens mit Hilfe von assoziierten Proteinen, den sogenannten Transkriptionsfaktoren, initiiert. Die sechs mit der RNA-Polymerase in Eukaryoten assoziierten Transkriptionsfaktoren sind TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF und TFIIH. Die Initiation der Transkription wird durch Aktivatoren und Repressoren reguliert.

Promoter-Flucht

Nach der Bildung des Transkriptionsinitiationskomplexes werden einige Nukleotide an den neuen Strang angefügt und die RNA-Polymerase entweicht aus dem Promotor.

Verlängerung

Der Transkriptionselongationskomplex wird unmittelbar nach dem Entweichen des Promotors gebildet. Die RNA-Polymerase durchquert den Antisense-DNA-Strang und fügt Nukleotide hinzu, die zur Matrize komplementär sind, wodurch der neue RNA-Strang entsteht. Als Nukleotidvorläufer werden Adenin, Uracil, Cytosin und Guanin verwendet.

Beendigung

Das primäre Transkript wird von der Matrize an der Transkriptionsterminationsstelle zur Termination des Prozesses abgespalten. In Eukaryoten folgen der Spaltung posttranskriptionelle Modifikationen wie Polyadenylierung, 5'-Endcapping und das Herausspleißen von Introns.

Was ist umgekehrte Transkription?

Reverse Transkription bezieht sich auf den umgekehrten Prozess der normalen Transkription, bei dem die RNA-Matrize kopiert wird, um ein cDNA-Molekül in Retroviren zu bilden. Es beginnt mit dem Eintritt von Viruspartikeln in den Wirt. Daher erfolgt die reverse Transkription im Zytoplasma des Wirts. Die produzierte cDNA wird zur Replikation und Proteinsynthese in das Wirtsgenom integriert. Der wichtigste Enzymtyp, der an dem Prozess beteiligt ist, ist die reverse Transkriptase. Der Mechanismus der reversen Transkription ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Reverse Transkription

Reverse Transkriptionsmechanismus

1. Die Lysyl-tRNA, die als Primer für die reverse Transkription fungiert, bindet an die Primer-Bindungsstelle (PBS) des RNA-Genoms.
2. Reverse Transkriptase fügt Nukleotide an das 3’-Ende des Primers hinzu und synthetisiert nicht-kodierende (U5) und R-Regionen der viralen RNA.
3. Die RNAse H-Domäne der reversen Transkriptase baut die U5- und R-Domänen aus dem RNA-Genom ab.
4. Der Primer „springt“ in das 3’-Ende des RNA-Genoms und hybridisiert die neu synthetisierte DNA mit der R-Region des 3’-Endes des Genoms.
5. Alle Sequenzen außer der PP-Region werden durch RNAse H-Aktivität abgespalten.
6. Die cDNA wird durch das Enzym reverse Transkriptase synthetisiert, wobei dem neuen Strang komplementäre Nukleotide hinzugefügt werden.
7. Die tRNA wird abgebaut.
8. Während der Synthese des zweiten Strangs kommt es zu einem weiteren „Sprung“, bei dem PBS aus dem zweiten Strang mit dem komplementären PBS des ersten Strangs hybridisiert.
9. Die Synthese beider Stränge wird durch die DNAP-Funktion der reversen Transkriptase vervollständigt.

Ähnlichkeiten zwischen Transkription und umgekehrter Transkription

Unterschied zwischen Transkription und umgekehrter Transkription

Definition

Transkription: Transkription ist der Vorgang, bei dem die in einem DNA-Genom gespeicherte genetische Information in einen komplementären RNA-Strang kopiert wird.

Umgekehrte Transkription: Reverse Transkription bezieht sich auf den umgekehrten Prozess der normalen Transkription, bei dem die RNA-Matrize kopiert wird, um ein cDNA-Molekül in Retroviren zu bilden.

Art der Kodierung

Transkription: Transkription ist die Kodierung des DNA-Genoms in RNA.

Umgekehrte Transkription: Reverse Transkription ist die Codierung des RNA-Genoms in cDNA.

Auftreten

Transkription: Die Transkription erfolgt sowohl bei Prokaryoten als auch bei Eukaryoten.

Umgekehrte Transkription: Reverse Transkription tritt bei Retroviren auf.

Standort

Transkription: Die Transkription erfolgt im Zytoplasma von Prokaryoten und im Kern von Eukaryoten.

Umgekehrte Transkription: Die reverse Transkription erfolgt im Zytoplasma des Wirts.

Arten von Enzymen

Transkription: Die RNA-Polymerase ist an der Transkription beteiligt.

Umgekehrte Transkription: Reverse Transkriptase ist an der reversen Transkription beteiligt.

Grundierung

Transkription: Bei der Transkription wird von der RNA-Polymerase kein Primer verwendet.

Umgekehrte Transkription: Lysyl-tRNA fungiert als Primer für die reverse Transkriptase.

Vorlage

Transkription: Das Transkript wird von 5' UTR, 3' UTR und einem Poly-A-Schwanz flankiert.

Umgekehrte Transkription: Das Transkript wird von Long Terminal Repeats (LTRs) flankiert.

Bedeutung

Transkription: Die Transkriptionsprodukte werden bei der Proteinsynthese verwendet.

Umgekehrte Transkription: Die Produkte der reversen Transkription werden in das Wirtsgenom integriert.

Abschluss

Transkription und reverse Transkription sind zwei Verfahren, die an der Codierung von genetischem Material in anderen Formen von Nukleinsäuren beteiligt sind. Die Transkription kodiert das DNA-Genom in RNA-Moleküle, die bei der Proteinsynthese verwendet werden können. Reverse Transkription kodiert RNA-Genome in cDNA, die in das Wirtsgenom integriert werden kann. Die Transkription erfolgt sowohl bei Prokaryoten als auch bei Eukaryoten, während die reverse Transkription hauptsächlich bei Retroviren mit RNA-Genomen auftritt.

Referenz:

1. Sarg, John M. „Transkription“. Retroviruses., U.S. National Library of Medicine, 1. Januar 1997, hier erhältlich. 2. Sarg, John M. „Übersicht über die umgekehrte Transkription“. Retroviruses., U.S. National Library of Medicine, 1. Januar 1997, hier erhältlich.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „DNA-Transkription“ Von mir überarbeitet und vektorisiert – National Human Genome Research Institute, (Public Domain) über Commons Wikimedia 2. „Reverse Transkription“ Von Filip emDiese Vektorgrafik wurde mit Inkscape erstellt. – Eigene Arbeit (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia