โครโมโซมเป็นโมเลกุลยาวที่มีคู่เบสหลายล้านคู่ ประกอบเป็นโครโมโซมเดี่ยว ส่วนใหญ่เป็นแบบพิเศษ พวกเขาเรียกว่ายีน เมื่อมีการแสดงยีน โปรตีนจำเพาะจะถูกสร้างขึ้น ขั้นตอนแรกคือการถอดความ เอ็นไซม์ใช้หนึ่งในสายดีเอ็นเอที่อยู่ภายในยีนเป็นแม่แบบเพื่อสร้าง RNA ของผู้ส่งสาร (หรือที่เรียกว่า mRNA) การถอดเสียงเป็นกระบวนการพื้นฐานที่เกิดขึ้นในการถอดความทั้งแบบโปรคาริโอตและยูคาริโอต
การถอดความ Prokaryotic กับ Eukaryotic
ความแตกต่างระหว่างการถอดรหัสโปรคาริโอตและการถอดรหัสยูคาริโอตคือกระบวนการถอดรหัสโปรคาริโอตเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมในขณะที่กระบวนการถอดรหัสยูคาริโอตเกิดขึ้นในนิวเคลียส โปรคาริโอตเป็นขั้นตอนง่าย ๆ ที่มี DNA ที่ถูกคัดลอกใน RNA ซึ่งทำงานได้อย่างสมบูรณ์ซึ่งถูกแปลเป็นโปรตีน ในขณะที่ในยูคาริโอต RNA แรกที่ผลิตขึ้นเรียกว่า RNA ก่อนวัยอันควร ซึ่งไม่มีความสามารถในการสร้าง โปรตีนจากตรงนั้นและตรงนั้น ดังนั้นจึงมีการดัดแปลงที่เรียกว่า splicing, 5 major end caps และ 3 major extensions
ในการถอดรหัสและการแปลโปรคาริโอต ทั้งสองเกิดขึ้นพร้อมกัน จึงมีการประมวลผล mRNA จำนวนเล็กน้อย เอ็นไซม์ RNA polymerase จำเป็นสำหรับการถอดรหัสโปรคาริโอตอย่างมีประสิทธิภาพ เอ็นไซม์ประกอบด้วยหน่วยย่อยห้าหน่วย ซึ่งจับกับปัจจัย σ และบริเวณโปรโมเตอร์ ก่อนที่การถอดรหัสจะเริ่มต้นโดยโฮโลเอนไซม์
ในการถอดรหัสยูคาริโอต มีการประมวลผล mRNA อย่างกว้างขวาง กล่าวคือ การกำจัดอินตรอนและการเพิ่มเอ็กซอน การเพิ่มแคป 5 ตัว และการเพิ่มโพลิเอเทล มีอาร์เอ็นเอโพลีเมอเรสที่แตกต่างกันทั้งหมดห้าชนิดในยูคาริโอต ซึ่งแต่ละชนิดได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อตอบสนองความต้องการในการถอดรหัส และประกอบด้วยหน่วยย่อยระหว่าง 10 ถึง 17 หน่วย
ตารางเปรียบเทียบระหว่างการถอดความ Prokaryotic และ Eukaryotic
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | ถอดความ Prokaryotic | การถอดความยูคาริโอต |
| เว็บไซต์ของการถอดความ | การถอดความเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึม | การถอดความเกิดขึ้นภายในนิวเคลียส |
| สมาคมการแปล | การถอดความและการแปลแบบคู่ | ไม่สามารถถอดความและแปลเป็นคู่ได้ |
| RNA Polymerase | RNA polymerase เดี่ยวสังเคราะห์ RNA ทุกประเภท | RNA polymerase สามประเภท |
| การเริ่มต้น | โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องมีโปรตีน | มันต้องการโปรตีนที่เรียกว่าปัจจัยการถอดรหัส |
| หน่วยถอดเสียง | Polycistronic | โมโนซิสทรอนิกส์ |
การถอดความ Prokaryotic คืออะไร?
การถอดรหัส Prokaryotic มักเกี่ยวข้องกับยีนหลายตัว ส่งผลให้เกิด polycistronic mRNAs ที่ระบุโปรตีนหลายชนิดในโมเลกุลเดียว กระบวนการถอดความและการแปลหลายครั้งที่เกิดขึ้นพร้อมกันบนแม่แบบ DNA เดียวกันอาจทำให้ระดับโปรตีนในเซลล์ของแบคทีเรียเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
การถอดความโปรคาริโอตดำเนินการในสามขั้นตอน - การเริ่มต้น, การยืดตัว, การสิ้นสุด และกระบวนการนี้ขับเคลื่อนโดยเอนไซม์ RNA polymerase ที่ขึ้นกับ DNA ซึ่งถ่ายทอด DNA RNA polymerase เป็นเอนไซม์หลักซึ่งมีหน่วยย่อยต่างกัน มีหน่วยย่อย α, α, β และ β นอกจากนี้ สำหรับการทำงานของเอนไซม์นี้ มีซิกมาแฟกเตอร์
โปรโมเตอร์คือลำดับ DNA ที่เครื่องจักรถอดรหัสแนบและใช้เพื่อเริ่มการถอดรหัส มีลำดับฉันทามติของโปรโมเตอร์สองลำดับที่อยู่ในบริเวณ -10 และ -35 ที่ต้นน้ำของไซต์เริ่มต้น ซึ่งเหมือนกันในโปรโมเตอร์และสปีชีส์แบคทีเรียทั้งหมด ทาทาเป็นลำดับฉันทามติ -10 ซึ่งมักเรียกว่าภูมิภาค -10 ลำดับ -35 ได้รับการยอมรับและผูกมัดโดย TTGACA
พอลิเมอเรสยกเลิกเมื่อไม่สามารถสังเคราะห์ได้ เมื่อสังเคราะห์พอลิเมอเรสแล้ว นั่นคือ นิวคลีโอไทด์ขีดจำกัด 10+ จะถูกสังเคราะห์ ซึ่งเรียกว่าการเริ่มต้นที่ประสบความสำเร็จ การยืดตัวเป็นกระบวนการที่สร้าง mRNA ขึ้นในอัตรา 40 นิวคลีโอไทด์ต่อวินาทีในทิศทาง 5′ ถึง 3′ mRNA สามารถถูกปลดปล่อยออกมาผ่านการสิ้นสุดของปฏิกิริยาระหว่างโปรตีน rho หรือการผลิต mRNA
การถอดความยูคาริโอตคืออะไร?
การถอดความของยูคาริโอตนั้นซับซ้อนกว่าโปรคาริโอตมาก ตรงกันข้ามกับ RNA polymerase ของแบคทีเรีย มันสามารถสร้างการเชื่อมต่อกับแม่แบบ DNA ได้ด้วยตัวเอง ยูคาริโอตต้องการโปรตีนเพิ่มเติมหลายอย่างที่เรียกว่าปัจจัยการถอดรหัสเพื่อจับกับบริเวณโปรโมเตอร์ก่อน จากนั้นจึงช่วยในการเลือกพอลิเมอเรสที่เหมาะสม
ยูคาริโอตมีเอ็นไซม์ RNA polymerase 3 ตัว RNA polymerase 2 เป็นเอนไซม์โพลีเมอเรสที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการถอดรหัส mRNA ในยูคาริโอต ในการเข้าถึงแม่แบบ DNA ยูคาริโอต RNA พอลิเมอเรสแต่ละชนิดจำเป็นต้องมีการรวบรวมปัจจัยการถอดรหัสที่ไม่ซ้ำกัน กระบวนการยืดอายุการถอดความใช้เวลานาน เมื่อ DNA แบบสองสายเข้าสู่เอ็นไซม์จากด้านหน้า จะมีการคลายซิปเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับสายเทมเพลต RNA RNA ลูกผสมหนึ่งคู่: คู่เบส DNA ถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็วมากสำหรับคู่เบส DNA ทุกคู่ที่แยกจากกันโดยพอลิเมอเรสที่ก้าวหน้า
สาย DNA และสายโซ่ RNA ที่พึ่งออกจากกันผ่านช่องทางที่แยกจากกัน สาย DNA สองสายรวมตัวกันอีกครั้งที่ส่วนท้ายของฟองการถอดรหัส ในขณะที่ RNA สายเดี่ยวจะออกจากตัวมันเองที่ปลายชั้นนำของฟองการถอดรหัส เมื่อการถอดความสิ้นสุดลง RNA polymerase จะถูกปล่อยออกมาจาก DNA แม่แบบของมัน ทำให้การถอดเสียงทั้งหมดแยกออกจากแม่แบบและถูกปล่อยออกมา RNA polymerase ทั้งสามแต่ละตัวต้องผ่านกระบวนการแปลงสภาพที่ไม่เหมือนใคร
ความแตกต่างหลักระหว่างการถอดความ Prokaryotic และ Eukaryotic
บทสรุป
เคมีพื้นฐานของกระบวนการจะเหมือนกันในทั้งสองกรณี RNA เป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการถอดรหัสทั้งในโปรคาริโอตและยูคาริโอต แม้ว่ากระบวนการของการถอดรหัสจะแตกต่างกัน โปรคาริโอตและยูคาริโอตใช้ RNA polymerase เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการกระตุ้นการสังเคราะห์ RNA
ในโปรคาริโอต การจำลองดีเอ็นเอและการถอดรหัสและการแปลอาร์เอ็นเอเกิดขึ้นในช่องเดียว (สิ่งมีชีวิตที่ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส) ทั้งสามกระบวนการมีศักยภาพที่จะเกิดขึ้นครั้งเดียว ในยูคาริโอต (สิ่งมีชีวิตที่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส) การจำลองดีเอ็นเอและการถอดรหัสเกิดขึ้นในนิวเคลียส ในขณะที่การสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึม RNA ต้องผ่านเยื่อหุ้มนิวเคลียสก่อนจึงจะสามารถแปลได้ ซึ่งหมายความว่าการถอดความและการแปลจะถูกแยกออกจากกัน
