原核轉錄發生在細胞質中,在原核生物中,轉錄和翻譯同時發生。真核生物的轉錄發生在細胞核中,在真核生物中,轉錄和翻譯在空間和時間上是不同的。
在詳細瞭解原核和真核轉錄的區別之前,讓我們先看看轉錄的過程。轉錄是用一條DNA鏈作為模板**RNA分子的過程。在這裡,DNA中的資訊被轉錄或複製到信使RNA(mRNA)分子中。然後這個mRNA被運輸到細胞質中,在許多酶的幫助下被翻譯成一個功能蛋白分子。
轉錄需要三個主要組成部分:
DNA模板(模板鏈)-只有一條DNA分子鏈用於轉錄
原料如三磷酸核糖核苷(rNTPs)
轉錄裝置–啟動和進行轉錄過程所需的酶
轉錄過程包括三個階段;起始、延伸和終止。
啟動-轉錄裝置在啟動子上組裝並開始合成RNA。
伸長–RNA聚合酶在解開雙螺旋DNA的同時讀取DNA模板鏈,併在合成RNA鏈的3'端新增新的核苷酸,一次一個。
終止-識別轉錄單元的末端並從DNA模板中分離RNA分子。
原核生物沒有一個有組織的細胞核,所以核物質或DNA在細胞質中。因此,轉錄發生在細胞質中,所有轉錄所需的前體都存在於細胞質中。原核轉錄需要RNA聚合酶才能成功完成。這種酶包含五個亞單位(α, β, β’, ω) 它與sigma因子和啟動子區域結合,然後透過完成全酶來啟動轉錄。在原核生物中,DNA不與組蛋白結合。因此,轉錄直接啟動。當原核生物有重疊的基因時,這可能是有利的。轉錄從啟動子區域開始,透過編碼區域延長,當RNA聚合酶讀取終止訊號時結束。有兩種型別的終止訊號,Rho依賴和獨立。轉錄的mRNA在轉錄過程中會被完全翻譯,大部分時間不會進行轉錄後處理。
Typical prokaryotic cell
真核轉錄比真核轉錄更複雜,發生在細胞核內。與原核生物不同,真核生物根據轉錄需要含有5種RNA聚合酶,並含有10-17個亞單位。例如,RNA聚合酶I轉錄大mRNA,RNA聚合酶II轉錄snRNA、snoRNA和miRNA等。這五種酶在生物體中發現不同,例如,RNA聚合酶IV和V只存在於植物中。
RNA聚合酶型別 | 轉錄分子 |
RNA聚合酶I | 大核糖核酸 |
RNA聚合酶Ⅱ | 前mRNA,一些snrna,snoRNAs,一些miRNAs |
RNA聚合酶Ⅲ | tRNAs,小的rRNAs,一些snrna,一些miRNAs |
RNA聚合酶IV | 一些小RNA |
RNA聚合酶V | 參與異染色質形成的RNA分子 |
首先,DNA從組蛋白中分離出來,在啟動子區域附近展開。RNA聚合酶和包括增強子在內的其他轉錄因子將結合到啟動子區域。轉錄開始於轉錄起始位點,並上升至轉錄終止訊號。與原核生物不同的是,轉錄本非常長並且經過廣泛的處理。新形成的mRNA稱為前mRNA。這是透過切片非編碼區域來處理的,編碼區域將重新連線在一起。這被稱為成熟的mRNA,它已經準備好被翻譯了。這是完整的轉錄過程。
Eukaryotic cell (Animal)
原核轉錄發生在細胞質中。
真核轉錄發生在細胞核中。
在原核轉錄中,轉錄和翻譯同時發生。
在真核轉錄中,轉錄和翻譯在空間和時間上是不同的(轉錄-核,翻譯-細胞質)
在原核轉錄中,mRNA直接從模板DNA分子轉錄。
在真核轉錄中,最初形成一個前mRNA分子(初級轉錄物),然後經過加工產生一個成熟的mRNA。
在原核轉錄中,RNA聚合酶的型別不隨細菌型別而變化。
在真核生物的轉錄中,RNA的型別因生物而異。
e、 RNA聚合酶I、II、III存在於所有真核生物中,而RNA聚合酶IV和V僅存在於植物中
一種單一型別的RNA聚合酶,具有核心酶和其他亞單位,參與原核轉錄。
RNA聚合酶的型別因在真核細胞中轉錄的RNA型別而異(i、 e.他們識別不同型別的發起人)
原核RNA聚合酶由五個亞單位組成(α,β,β’,ω)
真核RNA聚合酶由10-17個亞單位組成。
在原核生物中,全酶(RNA聚合酶+sigma因子)識別並直接與啟動子結合。
在真核生物中,啟動子識別不能僅由RNA聚合酶進行,但是細胞中的輔助蛋白應該識別啟動子,從而向啟動子募集一種特異的RNA聚合酶。
在真核生物中,組蛋白和DNA的複合物在轉錄前應該是可獲得的。
在原核生物中,DNA不與組蛋白結合。因此,轉錄直接發生。
由RNA聚合酶II鑒定的真核DNA有兩部分啟動子,即核心啟動子和調控啟動子。
在原核啟動子中,沒有這種分化。
原核細胞有兩種轉錄終止子;Rho依賴終止子和Rho獨立終止子。
在真核生物的轉錄中,三種RNA聚合酶使用不同的終止機制。
e、 RNA聚合酶I-需要與DNA終止位點下游結合的終止因子。
RNA聚合酶II–轉錄終止序列,然後產生一串尿嘧啶。
Rho因子與原核轉錄中生長的RNA分子結合。
真核生物中的終止因子與模板DNA分子結合。
真核生物的轉錄可以透過被稱為增強子的蛋白質來增強,增強子與遠離轉錄區域的DNA的不同位置結合。
This is not reported in prokaryotic transcription.
Image Courtesy:
“Average prokaryote cell- en” by Mariana Ruiz Villarreal, LadyofHats (Public Domain) via Comm***
LadyofHats(Mariana Ruiz)的“動物細胞結構en”–使用Adobe Illustrator完成自己的工作。從I重新命名的影象mage:Animal cell 結構.svg(公共領域)
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