Между прокариотическими и эукариотическими клетками есть много различий. Некоторые из этих различий являются структурными, а другие - процедурными. Два процесса, которые существенно различаются между прокариотами и эукариотами, - это экспрессия генов и ее регуляция. Оба типа клеток транскрибируют ДНК в мРНК, которая затем транслируется в полипептиды, но специфика этих процессов различается.
Место расположения
У прокариот отсутствуют ядра и другие органеллы, которые являются специализированными мембраносвязанными компартментами, тогда как у эукариот они есть. Фактически, слово «эукариот» означает «истинное ядро». У эукариот геном клетки расположен в ядре. Таким образом, транскрипция происходит в ядре, и транскрипт мРНК впоследствии экспортируется через ядерные поры (поры в ядерной оболочке) в цитоплазму для трансляции. Напротив, прокариотическая транскрипция и трансляция не разделены ни пространственно, ни временно.
Инициирование транскрипции
Элементы промотора - это короткие последовательности ДНК, которые связываются с факторами инициации транскрипции клетки. Прокариоты имеют три промоторных элемента: один расположен выше транскрибируемого гена, второй - на 10 нуклеотидов ниже него, а третий - на 35 нуклеотидов ниже по течению. Эукариоты имеют гораздо больший набор промоторных элементов, основным из которых является ТАТА-бокс. Факторы инициации транскрипции эукариот собирают комплекс инициации, который диссоциирует в конце инициации. Факторы инициации транскрипции прокариот не образуют комплекс инициации.
Рибосомы
Рибосомы - это сайты трансляции, состоящие из РНК и белка, которые связываются с мРНК и тРНК клетки. У прокариот есть рибосомы 70S, тогда как у эукариот рибосомы 80S. «S» обозначает коэффициент седиментации, меру размера, массы и формы частицы. Рибосома 80S состоит из субъединицы 40S и субъединицы 60S, а рибосома 70S состоит из субъединицы 30S и субъединицы 50S.
Полицистронная мРНК
Помимо наличия различных механизмов транскрипции и трансляции, прокариоты и эукариоты различаются по регуляции генов. Эукариотическая регуляция намного сложнее и часто зависит от различных механизмов обратной связи, процессов развития и факторов окружающей среды. Напротив, прокариоты регулируют все метаболические пути, а не каждый фермент по отдельности. Бактериальные ферменты определенного пути соседствуют друг с другом на ДНК клетки и транскрибируются в одну мРНК. Эта мРНК называется полицистронной мРНК. Когда клетке требуется больше или меньше ферментов пути, она просто транскрибирует больше или меньше мРНК этого пути.