Er zijn veel verschillen tussen prokaryote en eukaryote cellen. Sommige van deze verschillen zijn structureel, andere zijn procedureel. Twee van de processen die wezenlijk verschillen tussen prokaryoten en eukaryoten zijn genexpressie en de regulatie ervan. Beide soorten cellen transcriberen DNA in mRNA, dat vervolgens wordt vertaald in polypeptiden, maar de specifieke kenmerken van deze processen verschillen.
Plaats
Prokaryoten missen kernen en andere organellen, die gespecialiseerde, membraangebonden compartimenten zijn, terwijl eukaryoten ze wel hebben. In feite betekent het woord 'eukaryoot' 'echte kern'. Bij eukaryoten bevindt het genoom van de cel zich in de kern. Transcriptie vindt dus plaats in de kern en het mRNA-transcript wordt vervolgens door kernporiën (poriën in de kernenvelop) naar het cytoplasma geëxporteerd voor translatie. Daarentegen zijn prokaryotische transcriptie en translatie niet ruimtelijk of tijdelijk gescheiden.
Initiatie van transcriptie
Promotorelementen zijn korte DNA-sequenties die binden aan de transcriptionele initiatiefactoren van een cel. Prokaryoten hebben drie promotorelementen: een die stroomopwaarts is van het gen dat wordt getranscribeerd, een die 10 nucleotiden stroomafwaarts is en een die 35 nucleotiden stroomafwaarts is. Eukaryoten hebben een veel grotere set promotorelementen, waarvan de belangrijkste de TATA-box is. Eukaryote transcriptie-initiatiefactoren vormen een initiatiecomplex, dat dissocieert aan het einde van de initiatie. Prokaryote transcriptie-initiatiefactoren vormen geen initiatiecomplex.
ribosomen
Ribosomen zijn translatieplaatsen bestaande uit RNA en eiwit die binden aan het mRNA en tRNA van een cel. Prokaryoten hebben 70S-ribosomen, terwijl eukaryoten 80S-ribosomen hebben. De "S" verwijst naar de sedimentatiecoëfficiënt, een maat voor de grootte, massa en vorm van een deeltje. Een 80S-ribosoom is samengesteld uit een 40S-subeenheid en een 60S-subeenheid, terwijl een 70S-ribosoom bestaat uit een 30S-subeenheid en een 50S-subeenheid.
Polycistronisch mRNA
Naast het feit dat ze verschillende transcriptie- en translatiemachines hebben, verschillen prokaryoten en eukaryoten in hun genregulatie. Eukaryotische regulatie is veel complexer en is vaak afhankelijk van verschillende feedbackmechanismen, ontwikkelingsprocessen en omgevingsfactoren. Daarentegen reguleren prokaryoten hele metabole routes in plaats van elk enzym afzonderlijk te reguleren. Bacteriële enzymen voor een bepaalde route liggen naast elkaar op het DNA van een cel en worden getranscribeerd in één mRNA. Dit mRNA wordt polycistronisch mRNA genoemd. Wanneer een cel meer of minder van de enzymen van een route nodig heeft, transcribeert ze eenvoudig meer of minder van het mRNA van die route.
