Υπάρχουν πολλές διαφορές μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων. Ορισμένες από αυτές τις διαφορές είναι δομικές ενώ άλλες είναι διαδικαστικές. Δύο από τις διαδικασίες που είναι ουσιαστικά διαφορετικές μεταξύ των προκαρυωτικών και των ευκαρυωτικών είναι η γονιδιακή έκφραση και η ρύθμιση αυτού. Και οι δύο τύποι κυττάρων μεταγράφουν DNA σε mRNA, το οποίο στη συνέχεια μεταφράζεται σε πολυπεπτίδια, αλλά οι ιδιαιτερότητες αυτών των διαδικασιών διαφέρουν.
Τοποθεσία
Τα προκαρυωτικά στερούνται πυρήνων και άλλων οργανιδίων, τα οποία είναι εξειδικευμένα, μεμβρανών διαμερίσματα, ενώ τα ευκαρυωτικά έχουν. Στην πραγματικότητα, η λέξη «ευκαρυώτης» σημαίνει «αληθινό πυρήνα». Στα ευκαρυωτικά, το γονιδίωμα του κυττάρου βρίσκεται στον πυρήνα. Η μεταγραφή συμβαίνει έτσι στον πυρήνα, και η μεταγραφή mRNA εξάγεται στη συνέχεια μέσω πυρηνικών πόρων (πόροι στον πυρηνικό φάκελο) στο κυτόπλασμα για μετάφραση. Αντιθέτως, η προκαρυωτική μεταγραφή και μετάφραση δεν χωρίζονται χωρικά ή χρονικά.
Έναρξη μεταγραφής
Τα στοιχεία υποκινητή είναι σύντομες αλληλουχίες DNA που συνδέονται με τους μεταγραφικούς παράγοντες έναρξης ενός κυττάρου. Τα προκαρυωτικά έχουν τρία στοιχεία προαγωγέα: ένα που είναι ανάντη του γονιδίου που μεταγράφεται, ένα που είναι 10 νουκλεοτίδια κατάντη αυτού και ένα που είναι 35 νουκλεοτίδια κατάντη. Οι ευκαρυώτες έχουν ένα πολύ μεγαλύτερο σύνολο στοιχείων προαγωγέα, με το κύριο να είναι το πλαίσιο TATA. Οι ευκαρυωτικοί παράγοντες έναρξης μεταγραφής συγκεντρώνουν ένα σύμπλεγμα έναρξης, το οποίο διαχωρίζεται στο τέλος της έναρξης. Οι προκαρυωτικοί παράγοντες έναρξης μεταγραφής δεν συγκροτούν ένα σύμπλεγμα έναρξης.
Ριβοσώματα
Τα ριβοσώματα είναι θέσεις μετάφρασης που αποτελούνται από RNA και πρωτεΐνες που συνδέονται με το mRNA και το tRNA ενός κυττάρου. Τα προκαρυωτικά έχουν ριβοσώματα 70S ενώ τα ευκαρυωτικά έχουν ριβοσώματα 80S. Το "S" αναφέρεται στον συντελεστή καθίζησης, ένα μέτρο του μεγέθους, της μάζας και του σχήματος ενός σωματιδίου. Ένα ριβόσωμα 80S αποτελείται από μια υπομονάδα 40S και μια υπομονάδα 60S, ενώ ένα ριβόσωμα 70S αποτελείται από μια υπομονάδα 30S και μια υπομονάδα 50S.
Πολυσιστρονικό mRNA
Εκτός από το ότι έχουν διαφορετικούς μηχανισμούς μεταγραφής και μετάφρασης, οι προκαρυώτες και οι ευκαρυώτες διαφέρουν ως προς τη γονιδιακή τους ρύθμιση. Η ευκαρυωτική ρύθμιση είναι πολύ πιο περίπλοκη και συχνά βασίζεται σε διάφορους μηχανισμούς ανατροφοδότησης, αναπτυξιακές διαδικασίες και περιβαλλοντικούς παράγοντες. Αντίθετα, τα προκαρυωτικά ρυθμίζουν ολόκληρες μεταβολικές οδούς αντί να ρυθμίζουν κάθε ένζυμο ξεχωριστά. Τα βακτηριακά ένζυμα για μια δεδομένη οδό είναι το ένα δίπλα στο άλλο στο DNA ενός κυττάρου και μεταγράφονται σε ένα mRNA. Αυτό το mRNA ονομάζεται πολυιστρονικό mRNA. Όταν ένα κύτταρο χρειάζεται περισσότερο ή λιγότερο από τα ένζυμα ενός μονοπατιού, απλώς μεταγράφει περισσότερο ή λιγότερο από το mRNA αυτού του μονοπατιού.