Sự khác biệt chính - Gen và Protein

Gen và protein là hai thực thể liên quan đến chức năng được tìm thấy trong tế bào. Nói chung, gen là các đoạn DNA. DNA là vật chất di truyền của hầu hết các sinh vật. DNA được phiên mã thành mRNA; mRNA được dịch mã thành protein được gọi chung là tín điều trung tâm của sinh học phân tử. Do đó, các gen chịu trách nhiệm sản xuất các protein bên trong tế bào. Các Sự khác biệt chính giữa gen và protein là gen chịu trách nhiệm xác định trình tự axit amin của một protein chức năng trong khi protein đóng vai trò là thành phần cấu trúc, chức năng và điều hòa của tế bào.

Các lĩnh vực chính được bao phủ

1. Gene là gì - Định nghĩa, Cấu trúc, Vai trò 2. Protein là gì - Định nghĩa, Cấu trúc, Vai trò 3. Điểm giống nhau giữa gen và protein là gì - Sơ lược các tính năng chung 4. Sự khác biệt giữa gen và protein là gì - So sánh các điểm khác biệt chính

Thuật ngữ chính: Axit amin, Trình tự mã hóa, Gen, Biểu hiện gen, Protein, Trình tự điều tiết

Gene là gì

Một gen đề cập đến một vùng (locus) của nhiễm sắc thể mã hóa một loại protein cụ thể. Một gen được xác định là đơn vị phân tử của tính di truyền. Khái niệm hiện đại về gen bắt nguồn từ các nghiên cứu về sự di truyền các đặc điểm của Gregor Mendel vào những năm 1860. Thông thường, bộ gen của con người bao gồm khoảng 20.000 gen.

Cấu trúc của gen bao gồm hai đoạn: trình tự mã hóa và trình tự điều hòa. Trình tự mã hóa bao gồm các exon và intron trong gen của sinh vật nhân thực. Sinh vật nhân sơ thiếu các intron làm gián đoạn trình tự mã hóa của một loại protein cụ thể. Do đó, gen nhân sơ ngắn hơn gen nhân thực. Ở sinh vật nhân chuẩn, các intron bị loại bỏ do sự nối các exon trong quá trình tổng hợp protein. Do đó, nhiều protein có thể được tạo ra bằng cách nối thay thế trình tự mã hóa của một gen đơn ở sinh vật nhân thực. Trình tự mã hóa của gen được bao quanh bởi các vùng chưa được dịch (5’UTR và 3’ UTR). Các trình tự quy định của một gen bao gồm một vùng khởi động, chất tăng cường và chất ức chế. Ở sinh vật nhân sơ, một nhóm các gen liên quan đến chức năng tạo thành một operon. Một operon có nhiều trình tự mã hóa protein, được phiên mã cùng nhau. Một số virus được tạo thành hoàn toàn từ bộ gen RNA. Việc sản xuất trình tự axit amin của một protein chức năng được gọi là sự biểu hiện gen. Sự biểu hiện gen có thể được điều chỉnh ở mức độ phiên mã hoặc mức độ dịch mã. Các gen của chúng được gọi là gen RNA. Cấu trúc của gen ở sinh vật nhân thực và sự biểu hiện của gen được thể hiện trong hình 1.

Hình 1: Biểu hiện gen của sinh vật nhân chuẩn

Các sinh vật thừa hưởng một bộ gen hoàn chỉnh từ cha mẹ của chúng trong quá trình sinh sản. Các đột biến của một gen cụ thể làm phát sinh các biến thể của cùng một gen được gọi là các alen. Các alen tạo ra các biến thể của tính trạng của gen bên trong quần thể. Alen lặn hoặc alen trội hoặc lặn. Hầu hết các alen trải qua sự di truyền Mendel.

Protein là gì

Protein là một hợp chất hữu cơ có hàm lượng nitơ lớn, bao gồm một hoặc hai chuỗi axit amin. Do đó, các khối cấu tạo của protein là các axit amin. Protein được tạo thành từ một tổ hợp thay thế của các axit amin phổ quát. Liên kết peptit được hình thành giữa các nhóm amin và nhóm axit cacboxyl của các axit amin liền kề, tạo thành một chuỗi các axit amin. Do đó, protein được gọi là polypeptit. Điều này có nghĩa là protein là một polyme. Thông thường, một polypeptit bao gồm 50 - 2000 axit amin. Cấu trúc protein cơ bản được thể hiện trong hình 2.

Hình 2: Cấu trúc Protein chính

Sự tổng hợp protein xảy ra do biểu hiện gen. Phiên mã và dịch mã là hai bước tổng hợp protein. Nghiên cứu về cấu trúc và chức năng của các protein này được gọi là proteomics. Tuy nhiên, protein là một loại phân tử rất phức tạp và năng động. Một protein điển hình bao gồm bốn cấp độ cấu trúc: sơ cấp, thứ cấp, bậc ba và bậc bốn. Sự kết hợp khác nhau của các axit amin tạo ra các đặc tính khác nhau cho protein. Con người có từ 20, 000 đến 25 000 gen mã hóa protein. Khoảng 2 triệu loại protein khác nhau có thể được tổng hợp từ chúng. Tuy nhiên, cơ thể con người chứa khoảng 50.000 loại protein. Phần còn lại của protein được tiêu thụ thông qua chế độ ăn uống. Bốn cấp độ cấu trúc của một loại protein điển hình được thể hiện trong hình 3.

Hình 3: Mức độ cấu trúc của protein

Hai dạng protein trong thực phẩm là protein hoàn chỉnh và protein không hoàn chỉnh. Một protein hoàn chỉnh bao gồm tất cả 20 axit amin thiết yếu trong khi protein không hoàn chỉnh chỉ có một số trong số chúng. Các protein này được chia thành các axit amin trong quá trình tiêu hóa, và các axit amin được vận chuyển đến các tế bào qua đường máu. Protein là một thành phần cấu trúc của tế bào. Chúng cũng điều chỉnh các chức năng của cơ thể bằng cách hoạt động như các hormone và enzym. Chúng cũng đóng vai trò vận chuyển các phân tử. Ví dụ, hemoglobin là protein vận chuyển oxy đi khắp cơ thể. Protein cũng tạo ra các phân tử của hệ thống miễn dịch.

Điểm giống nhau giữa gen và protein

Sự khác biệt giữa gen và protein

Sự định nghĩa

Gene: Gen là một vùng (locus) của nhiễm sắc thể mã hóa một loại protein cụ thể.

Chất đạm: Protein là một hợp chất hữu cơ có hàm lượng nitơ lớn, bao gồm một hoặc hai chuỗi axit amin.

Ý nghĩa

Gene: Gen là một đoạn DNA hoặc RNA.

Chất đạm: Protein là một polypeptit.

Thành phần

Gene: Một gen được tạo thành từ các nucleotide DNA hoặc RNA nucleotide.

Chất đạm: Một loại protein được tạo thành từ các axit amin.

Chịu trách nhiệm cho

Gene: Gen chịu trách nhiệm xác định kiểu gen.

Chất đạm: Protein chịu trách nhiệm cho việc xác định kiểu hình.

Hàm số

Gene: Một gen chịu trách nhiệm sản xuất một protein chức năng.

Chất đạm: Protein đóng vai trò là thành phần cấu trúc, chức năng và điều hòa của tế bào.

Phần kết luận

Gen và protein là hai thực thể được tìm thấy bên trong tế bào. Gen là một đoạn DNA được tạo thành từ các nucleotide. Các gen được mã hóa cho các protein chức năng. Protein đóng vai trò là thành phần cấu trúc, chức năng và điều hòa của tế bào. Protein được tạo thành từ các axit amin. Sự khác biệt chính giữa gen và protein là vai trò của mỗi thực thể bên trong tế bào.

Thẩm quyền giải quyết:

1. “Gen là gì? - Tham khảo Trang chủ Di truyền học. ” Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ, Viện Y tế Quốc gia, Có sẵn tại đây. 2. “Protein là gì và chúng làm gì? - Tham khảo Trang chủ Di truyền học. ” Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ, Viện Y tế Quốc gia, Có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. “Chú giải cấu trúc gen eukaryote 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. “Cấu trúc cơ bản của protein” của Viện nghiên cứu bộ gen người quốc gia - (Public Domain) qua Commons Wikimedia 3. “Cấu trúc protein” của NHGRI - Được phép: Viện nghiên cứu bộ gen người quốc gia (Miền công cộng) qua Commons Wikimedia