原核生物と真核生物の遺伝子発現の違い

原核細胞と真核細胞の間には多くの違いがあります。 これらの違いのいくつかは構造的ですが、他の違いは手続き的です。 原核生物と真核生物の間で実質的に異なる2つのプロセスは、遺伝子発現とその調節です。 どちらのタイプの細胞もDNAをmRNAに転写し、mRNAはポリペプチドに翻訳されますが、これらのプロセスの詳細は異なります。

ロケーション

原核生物は核や他の細胞小器官を欠いており、これらは特殊な膜結合コンパートメントですが、真核生物はそれらを持っています。 実際、「真核生物」という言葉は「真の核」を意味します。 真核生物では、細胞のゲノムは核にあります。 したがって、転写は核内で起こり、mRNA転写物はその後、核膜孔(核膜の孔)を通って細胞質に輸送され、翻訳されます。 対照的に、原核生物の転写と翻訳は、空間的または時間的に分離されていません。

転写の開始

プロモーターエレメントは、細胞の転写開始因子に結合するDNAの短い配列です。 原核生物には3つのプロモーター要素があります。1つは転写される遺伝子の上流にあり、もう1つはその10ヌクレオチド下流にあり、もう1つは35ヌクレオチド下流にあります。 真核生物には、はるかに多くのプロモーター要素のセットがあり、主要なものはTATAボックスです。 真核生物の転写開始因子は、開始複合体を組み立て、開始の終わりに解離します。 原核生物の転写開始因子は、開始複合体を組み立てません。

リボソーム

リボソームは、細胞のmRNAとtRNAに結合するRNAとタンパク質で構成される翻訳部位です。 原核生物には70Sリボソームがありますが、真核生物には80Sリボソームがあります。 「S」は、粒子のサイズ、質量、および形状の尺度である沈降係数を指します。 80Sリボソームは40Sサブユニットと60Sサブユニットで構成され、70Sリボソームは30Sサブユニットと50Sサブユニットで構成されます。

ポリシストロン性mRNA

原核生物と真核生物は、転写と翻訳の機構が異なることに加えて、遺伝子調節が異なります。 真核生物の規制ははるかに複雑であり、多くの場合、さまざまなフィードバックメカニズム、発達過程、および環境要因に依存しています。 対照的に、原核生物は、各酵素を個別に調節するのではなく、代謝経路全体を調節します。 特定の経路の細菌酵素は、細胞のDNA上で互いに隣接しており、1つのmRNAに転写されます。 このmRNAはポリシストロン性mRNAと呼ばれます。 細胞が多かれ少なかれ経路の酵素を必要とするとき、それは単にその経路のmRNAの多かれ少なかれを転写します。

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