Biểu hiện gen sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực là hai quá trình tế bào chịu trách nhiệm về sự biểu hiện của các gen trong hệ gen để tạo ra sản phẩm gen chức năng. Nhìn chung, cả hai quá trình đều tiến hành qua hai bước: phiên mã và dịch mã. Bài viết này nhằm so sánh và đối chiếu sự biểu hiện gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực.

Ở sinh vật nhân sơ, các gen liên quan chặt chẽ được tập hợp lại để tạo thành các operon, và do đó, tạo ra phân tử mRNA polycistronic. Trong khi đó, các gen chức năng trải qua biểu hiện riêng lẻ, và do đó, tạo ra mRNA đơn điện tử. Hơn nữa, quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời trong tế bào chất của sinh vật nhân sơ. Nhưng, ở sinh vật nhân chuẩn, chúng xảy ra riêng biệt; cái trước bên trong nhân trong khi cái sau nằm trong tế bào chất. Hơn nữa, sinh vật nhân thực trải qua cả quá trình sửa đổi sau phiên mã và dịch mã.

Biểu hiện gen sinh vật nhân chuẩn, mRNA, Biểu hiện gen nhân sơ, Dịch mã, Phiên mã

Biểu hiện gen nhân sơ là gì

Biểu hiện gen nhân sơ là quá trình tổng hợp một sản phẩm gen theo thông tin trong gen nhân sơ. Ý nghĩa của sự biểu hiện gen ở sinh vật nhân sơ là các gen ở sinh vật nhân sơ xuất hiện trong các operon, là các cụm gen liên quan đến chức năng. Một số ví dụ về operon bao gồm operon Lac và operon Trp. Do đó, các gen trong operon được phiên mã cùng nhau, tạo thành phân tử mRNA polycistronic. Hơn nữa, cả quá trình phiên mã và dịch mã của tế bào nhân sơ diễn ra đồng thời trong tế bào chất. Do đó, bản ghi chính được sử dụng dễ dàng cho bản dịch mà bản ghi vẫn đang diễn ra.

Hình 1: Cấu trúc gen nhân sơ

Hơn nữa, một loại RNA polymerase duy nhất chịu trách nhiệm cho quá trình phiên mã ở sinh vật nhân sơ. Nó yêu cầu yếu tố sigma và một chuỗi DNA cụ thể được gọi là hộp Pribnow để bắt đầu phiên mã. 70S Ribosome chịu trách nhiệm dịch mã mRNA polycistronic của tế bào nhân sơ. Quan trọng nhất, sự điều hòa sự biểu hiện của gen nhân sơ xảy ra ở mức độ phiên mã, bằng cách tăng hoặc giảm mức độ phiên mã.

Biểu hiện gen của sinh vật nhân chuẩn là gì

Biểu hiện gen ở sinh vật nhân thực là quá trình tổng hợp các sản phẩm gen phụ thuộc vào thông tin trong gen của sinh vật nhân thực. Đáng chú ý, DNA của sinh vật nhân thực xảy ra bên trong nhân; do đó, quá trình phiên mã cũng xảy ra bên trong nhân. Thông thường, ba RNA polymerase chịu trách nhiệm phiên mã các loại RNA khác nhau: RNA polymerase 1, phiên mã rRNA, RNA polymerase 2, phiên mã mRNA và RNA polymerase 3, phiên mã tRNA. Ngoài ra, mỗi gen của sinh vật nhân thực chịu sự kiểm soát của một promoter riêng lẻ. Do đó, quá trình phiên mã tạo ra mRNA đơn điện tử.

Hình 2: Biểu hiện gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn

So sánh và đối chiếu sự biểu hiện gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn

Điểm giống nhau giữa biểu hiện gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn

Sự khác biệt giữa biểu hiện gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn

Sự định nghĩa

Biểu hiện gen sinh vật nhân sơ đề cập đến quá trình tổng hợp một sản phẩm gen chức năng phụ thuộc vào thông tin trên gen sinh vật nhân sơ. Mặt khác, biểu hiện gen sinh vật nhân thực đề cập đến quá trình tổng hợp một sản phẩm gen chức năng phụ thuộc vào thông tin trên gen sinh vật nhân thực.

Phân tách theo không gian

Sự biểu hiện gen ở sinh vật nhân sơ hoàn toàn xảy ra trong tế bào chất trong khi ở sinh vật nhân thực, quá trình phiên mã xảy ra bên trong nhân và dịch mã xảy ra trong tế bào chất.

Phân biệt theo thời gian

Phiên mã và dịch mã xảy ra đồng thời trong biểu hiện gen sinh vật nhân sơ, trong khi phiên mã và dịch mã được phân tách theo thời gian trong biểu hiện gen sinh vật nhân thực.

Sự xuất hiện của DNA

Yếu tố biểu sinh

Ngoài ra, DNA của sinh vật nhân sơ không ở dạng cô đặc vĩnh viễn trong khi DNA của sinh vật nhân chuẩn tạo thành một phức hợp cô đặc, ổn định với các histon.

Yếu tố quảng cáo

Sinh vật nhân sơ chứa ba phần tử khởi động: một phần tử ngược dòng lên gen, phần tử thứ hai có 10 nucleotit xuôi dòng và phần tử thứ ba có 35 nucleotit xuôi dòng. Tuy nhiên, sinh vật nhân chuẩn chứa một tập hợp các phần tử promoter lớn hơn nhiều bao gồm cả hộp TATA.

Các yếu tố bắt đầu phiên mã

Các yếu tố khởi đầu phiên mã của sinh vật nhân sơ không lắp ráp với phức hợp khởi đầu. Nhưng, các yếu tố khởi đầu phiên mã của sinh vật nhân thực lại lắp ráp với phức hợp khởi đầu.

Khung đọc mở

Intron không làm gián đoạn khung đọc mở của gen nhân sơ trong khi intron làm gián đoạn khung đọc mở của gen nhân thực.

RNA polymerase

Kích thước của gen

Trong khi gen của sinh vật nhân sơ nhỏ thì gen của sinh vật nhân thực lại lớn hơn.

DNA bổ sung

Sinh vật nhân sơ hiếm khi có thêm DNA trong khi sinh vật nhân chuẩn có các vùng DNA lặp lại lớn.

Mã hóa thành DNA không mã hóa

95% bộ gen của sinh vật nhân sơ chứa các gen mã hóa protein, trong khi 98% bộ gen của sinh vật nhân thực chứa ADN không mã hóa.

Gien

Một số gen liên quan đến chức năng xuất hiện trong các cụm được gọi là operon ở sinh vật nhân sơ trong khi gen ở sinh vật nhân thực xảy ra riêng lẻ.

Loại mRNA

Sự biểu hiện gen của sinh vật nhân sơ tạo ra mRNA đa mạch, trong khi sự biểu hiện gen của sinh vật nhân chuẩn tạo ra mRNA đơn chức năng.

Các sửa đổi sau phiên mã

Các sửa đổi sau phiên mã không xảy ra trong biểu hiện gen của sinh vật nhân sơ trong khi các sửa đổi sau phiên mã xảy ra trong biểu hiện gen của sinh vật nhân thực.

Ribôxôm

Hơn nữa, sinh vật nhân sơ có 70S ribosome trong khi sinh vật nhân thực có 80S ribosome.

Sửa đổi sau khi dịch

Các biến đổi sau dịch mã không xảy ra trong biểu hiện gen của sinh vật nhân sơ. Nhưng, những sửa đổi sau dịch mã xảy ra trong biểu hiện gen của sinh vật nhân thực.

Quy chế biểu hiện gen

Sự điều hòa sự biểu hiện của gen nhân sơ xảy ra ở cấp độ phiên mã. Nhưng, sự điều hòa biểu hiện gen của sinh vật nhân thực có thể xảy ra ở cấp độ biểu sinh, cấp độ phiên mã, cấp độ sau phiên mã, cấp độ dịch mã hoặc cấp độ sau dịch mã.

Phần kết luận

Biểu hiện gen sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực là quá trình tạo ra một sản phẩm gen chức năng theo thông tin trong hệ gen. Nói chung, chúng tiến hành qua hai quá trình: phiên mã và dịch mã. Thông thường, quá trình dịch mã xảy ra trong tế bào chất. Các gen nhân sơ liên quan đến chức năng tập hợp lại với nhau để tạo thành các operon, chúng phiên mã cùng nhau để tạo thành mRNA đa chức năng. Ngoài ra, quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời trong tế bào chất của sinh vật nhân sơ. Ngược lại, quá trình phiên mã của sinh vật nhân thực xảy ra trong nhân trong khi các mARN chuyển vào tế bào chất để dịch mã. Do đó, phiên mã và dịch mã không đi đôi với nhau. Ngoài ra, các gen của sinh vật nhân chuẩn trải qua quá trình phiên mã riêng lẻ, tạo thành mRNA đơn điện tử.

Người giới thiệu:

1. Ussery, David. “Giới thiệu về sự kiểm soát sự biểu hiện gen ở sinh vật nhân chuẩn.” Sinh học 210 - DI TRUYỀN HỌC, Mùa xuân, 1998, Có ở đây.2. “16.2B: Biểu hiện gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn.” Sinh học LibreTexts, Libretexts, ngày 19 tháng 11 năm 2019, có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. “Chú thích cấu trúc gen prokaryote 2” của Thomas Shafee - Shafee T, Lowe R (2017). “Cấu trúc gen sinh vật nhân thực và sinh vật nhân sơ”. WikiJournal of Medicine 4 (1). DOI: 10.15347 / wjm / 2017.002. ISSN 20024436. (CC BY 4.0) qua Commons Wikimedia 2. “Hình_16_01_01” của OpenStax CNX (CC BY 4.0) qua OpenStax College.