La différence entre l'expression des gènes procaryotes et eucaryotes

Il existe de nombreuses différences entre les cellules procaryotes et eucaryotes. Certaines de ces différences sont structurelles tandis que d'autres sont procédurales. Deux des processus qui sont sensiblement différents entre les procaryotes et les eucaryotes sont l'expression des gènes et leur régulation. Les deux types de cellules transcrivent l'ADN en ARNm, qui est ensuite traduit en polypeptides, mais les spécificités de ces processus diffèrent.

Les procaryotes manquent de noyaux et d'autres organites, qui sont des compartiments spécialisés liés à la membrane, alors que les eucaryotes en ont. En fait, le mot "eucaryote" signifie "vrai noyau". Chez les eucaryotes, le génome de la cellule est situé dans le noyau. La transcription se produit ainsi dans le noyau, et le transcrit d'ARNm est ensuite exporté à travers les pores nucléaires (pores de l'enveloppe nucléaire) vers le cytoplasme pour traduction. En revanche, la transcription et la traduction procaryotes ne sont pas séparées spatialement ou temporellement.

Les éléments promoteurs sont de courtes séquences d'ADN qui se lient aux facteurs d'initiation de la transcription d'une cellule. Les procaryotes ont trois éléments promoteurs: un qui est en amont du gène à transcrire, un qui est à 10 nucléotides en aval et un qui est à 35 nucléotides en aval. Les eucaryotes ont un ensemble beaucoup plus important d'éléments promoteurs, le principal étant la boîte TATA. Les facteurs d'initiation de la transcription eucaryotes assemblent un complexe d'initiation qui se dissocie en fin d'initiation. Les facteurs d'initiation de la transcription procaryotes n'assemblent pas de complexe d'initiation.

Les ribosomes sont des sites de traduction composés d'ARN et de protéines qui se lient à l'ARNm et à l'ARNt d'une cellule. Les procaryotes ont des ribosomes 70S alors que les eucaryotes ont des ribosomes 80S. Le "S" fait référence au coefficient de sédimentation, une mesure de la taille, de la masse et de la forme d'une particule. Un ribosome 80S est composé d'une sous-unité 40S et d'une sous-unité 60S tandis qu'un ribosome 70S se compose d'une sous-unité 30S et d'une sous-unité 50S.

En plus d'avoir des machines de transcription et de traduction différentes, les procaryotes et les eucaryotes diffèrent dans leur régulation génique. La régulation eucaryote est beaucoup plus complexe et repose souvent sur divers mécanismes de rétroaction, processus de développement et facteurs environnementaux. En revanche, les procaryotes régulent des voies métaboliques entières plutôt que de réguler chaque enzyme séparément. Les enzymes bactériennes pour une voie donnée sont adjacentes les unes aux autres sur l'ADN d'une cellule et sont transcrites en un ARNm. Cet ARNm est appelé ARNm polycistronique. Lorsqu'une cellule a besoin de plus ou moins d'enzymes d'une voie, elle transcrit simplement plus ou moins l'ARNm de cette voie.