Pendidikan

Perbedaan Ekspresi Gen Prokariotik dan Eukariotik

Perbedaan Antara Ekspresi Gen Prokariotik dan Eukariotik

Perbedaan Utama – Ekspresi Gen Prokariotik vs Eukariotik. Ekspresi gen prokariotik dan eukariotik adalah dua proses yang terlibat dalam transkripsi gen, menghasilkan mRNA dan menerjemahkan mRNA menjadi protein fungsional.

Perbedaan utama antara ekspresi gen prokariotik dan eukariotik adalah bahwa seluruh ekspresi gen prokariotik terjadi di sitoplasma sedangkan bagian dari ekspresi gen eukariotik terjadi di dalam nukleus sementara sisanya terjadi di sitoplasma. Lebih jauh, regulasi ekspresi gen prokariotik terutama terjadi pada level transkripsional, sementara regulasi ekspresi gen eukariotik terjadi pada berbagai langkah ekspresi gen, yang difasilitasi oleh kompartementalisasi ekspresi gen.

Pengertian Ekspresi Gen Prokariotik

Ekspresi gen prokariotik adalah proses produksi produk gen berdasarkan informasi dalam gen prokariotik. Dua langkah utama ekspresi gen prokariotik adalah transkripsi dan translasi. Juga, signifikansi utama dari ekspresi gen prokariotik adalah bahwa transkripsi mereka terjadi di sitoplasma. Ini disebabkan oleh kurangnya nukleus dalam sel prokariotik. Pada prokariota, satu jenis RNA polimerase bertanggung jawab untuk transkripsi. Ini membutuhkan faktor sigma dan urutan DNA spesifik yang disebut kotak Pribnow untuk inisiasi transkripsi.

Di sisi lain, gen dalam prokariota terjadi dalam operon, yang merupakan kelompok gen yang terkait secara fungsional. Beberapa contoh operon termasuk operon Lac dan operon Trp. Oleh karena itu, gen dalam operon ditranskripsikan bersama, membentuk molekul mRNA polikistronik. Selain itu, transkripsi prokariotik selalu berpasangan dengan translasi karena keduanya terjadi di sitoplasma. Oleh karena itu, transkrip utama siap digunakan untuk translasi yang transkripnya masih berlangsung. 70S Ribosom bertanggung jawab atas translasi mRNA polikistronik prokariotik. Yang paling penting, regulasi ekspresi gen prokariotik terjadi pada level transkripsi, baik dengan meningkatkan atau menurunkan level transkripsi.

Pengertian Ekspresi Gen Eukariotik

Ekspresi gen eukariotik adalah proses produksi produk gen berdasarkan informasi dalam gen eukariotik. Itu juga terjadi melalui transkripsi dan translasi. Di sini, karena DNA eukariotik terjadi di dalam nukleus, transkripsi juga terjadi di dalam nukleus. Tiga RNA polimerase bertanggung jawab untuk transkripsi berbagai jenis RNA: RNA polimerase 1, yang mensintesis rRNA, RNA polimerase 2, yang mensintesis mRNA, dan RNA polimerase 3, yang mensintesis tRNA. Selain itu, setiap gen eukariotik berada di bawah kendali promotor individu. Oleh karena itu, transkripsi menghasilkan mRNA monosistronik.

Di sisi lain, transkrip primer mRNA mengalami modifikasi pasca transkripsional termasuk penambahan tutup 5 ‘dan ekor poli 3’. Selain itu, intron yang mengganggu daerah pengkode protein dari mRNA eukariotik disambungkan dalam proses yang disebut penyambungan RNA. Molekul mRNA akhir adalah mRNA matang yang meninggalkan nukleus ke sitoplasma dan siap untuk translasi. 80S Ribosom bertanggung jawab untuk mRNA eukariotik.

Persamaan Antara Ekspresi Gen Prokariotik dan Eukariotik

  • Ekspresi gen prokariotik dan eukariotik adalah proses yang bertanggung jawab untuk produksi protein fungsional berdasarkan informasi yang dikodekan oleh gen.
  • Juga, kedua proses terjadi melalui transkripsi dan translasi.
  • Selanjutnya, translasi pada prokariota dan eukariota terjadi di sitoplasma.
  • Selain itu, baik ekspresi gen prokariotik dan eukariotik memiliki modifikasi pasca-translasi termasuk fosforilasi, asetilasi, dll.

Perbedaan Antara Ekspresi Gen Prokariotik dan Eukariotik

Definisi

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Ekspresi gen prokariotik mengacu pada proses dimana informasi dari gen prokariotik digunakan dalam sintesis produk gen fungsional.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Ekspresi gen eukariotik mengacu pada proses dimana informasi dari gen eukariotik digunakan dalam sintesis produk gen fungsional.

Segregasi spasial

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Ekspresi gen prokariotik terjadi di sitoplasma.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Transkripsi ekspresi gen eukariotik terjadi di dalam nukleus dan translasi terjadi di sitoplasma.

Segregasi Temporal

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Transkripsi dan translasi terjadi secara simultan selama ekspresi gen prokariotik.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Transkripsi dan translasi secara temporal dipisahkan dalam ekspresi gen eukariotik.

Faktor Epigenetik

  • Ekspresi Gen Prokariotik: DNA prokariotik tidak dalam bentuk kondensasi permanen.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: DNA eukariotik membentuk suatu kompleks yang terkondensasi dengan histon.

Elemen Promotor

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Prokariota mengandung tiga elemen promotor: satu hulu ke gen, kedua adalah 10 nukleotida di hilir, dan yang ketiga adalah 35 nukleotida di hilir.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Eukariota mengandung set elemen promotor yang jauh lebih besar termasuk kotak TATA.

Faktor Inisiasi Transkripsi

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Faktor inisiasi transkripsi prokariota tidak berkumpul dengan kompleks inisiasi.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Faktor inisiasi transkripsi eukariota berkumpul dengan kompleks inisiasi.

Bingkai Pembacaan Terbuka

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Intron tidak mengganggu bingkai pembacaan terbuka gen prokariotik.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Intron mengganggu bingkai pembacaan terbuka gen eukariotik.

RNA Polymerase

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Ekspresi gen prokariotik dilengkapi dengan satu jenis RNA polimerase.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Tiga RNA polimerase digunakan dalam ekspresi gen eukariotik.

Gen

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Beberapa gen yang terkait secara fungsional terjadi dalam kelompok yang disebut operon pada prokariota.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Gen eukariotik muncul secara individual.

Jenis mRNA

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Ekspresi gen prokariotik menghasilkan mRNA polikistronik.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Ekspresi gen eukariotik menghasilkan mRNA monokistronik.

Modifikasi Pasca Transkripsional

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Ekspresi gen prokariotik tidak termasuk modifikasi post-transkripsional.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Ekspresi gen eukariotik termasuk modifikasi post-transkripsional.

Ribosom

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Prokariota mengandung 70S ribosom.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Eukariota mengandung 80S ribosom.

Regulasi Ekspresi Gen

  • Ekspresi Gen Prokariotik: Regulasi ekspresi gen prokariotik terjadi pada level transkripsional.
  • Ekspresi Gen Eukariotik: Regulasi ekspresi gen eukariotik dapat terjadi pada level epigenetik, level transkripsional, level pasca transkripsional, level translasi, dan level pasca translasi.

Kesimpulan

Ekspresi gen prokariotik sepenuhnya terjadi di sitoplasma dan dikendalikan pada tingkat transkripsi. Transkripsi pasangan dengan translasi. Dalam ekspresi gen eukariotik, transkripsi terjadi di dalam nukleus sementara translasi terjadi di sitoplasma. Di antara transkripsi dan translasi, transkrip mRNA primer mengalami modifikasi pasca-transkripsional pada eukariota. Perbedaan utama antara ekspresi gen prokariotik dan eukariotik adalah lokasi dan penggandaan transkripsi dan translasi.

Pendidikan

Perbedaan Kode Genetik dan Kodon

Perbedaan Kode Genetik dan Kodon

Perbedaan Utama – Kode Genetik vs Kodon. Kode genetik dan kodon digunakan dalam penyimpanan informasi genetik dalam materi genetik. Perbedaan utama antara kode genetik dan kodon adalah bahwa kode genetik adalah seperangkat aturan yang digunakan untuk menyimpan informasi genetik dalam DNA sedangkan kodon adalah triplet nukleotida, yang mewakili protein tertentu.

Kode genetik terdiri dari kodon. Gen membawa informasi spesifik untuk menghasilkan protein fungsional. Selama transkripsi, informasi genetik suatu gen disalin ke messenger RNA (mRNA). Informasi dalam mRNA didekodekan selama translasi di sitoplasma oleh ribosom untuk membuat protein fungsional. Setiap asam amino dalam protein diwakili oleh kodon spesifik dalam urutan gen.

Pengertian Kode Genetik

Kode genetik mengacu pada instruksi biokimia di mana materi genetik menyimpan informasi genetik. Ini terdiri dari 64 kodon. Kodon adalah kembar tiga nukleotida, yang mewakili asam amino spesifik. Semua kodon kecuali tiga dikodekan untuk asam amino. Sebagian besar asam amino dikodekan oleh beberapa kodon. Itu berarti kode genetiknya merosot. Tetapi, setiap kodon dalam kode genetik hanya mewakili satu asam amino. Oleh karena itu, kode genetik tidak ambigu.

Kode genetik terdiri dari tiga kodon stop; UAA, UAG, dan UGA. Kodon AUG mengkodekan asam amino ‘metionin’. Ini juga berfungsi sebagai kodon awal. Secara umum, gen menyimpan informasi protein. Selama transkripsi, informasi genetik dalam DNA dikodekan menjadi molekul mRNA. Biasanya, DNA terdiri dari empat nukleotida: adenin (A), guanin (G), sitosin (C), dan timin (T). RNA terdiri dari urasil (U) bukan timin. Karena itu, kode genetik ada dalam dua bentuk; kode genetik dengan nukleotida RNA dan kode genetik dengan nukleotida DNA.

Kode genetik identik pada semua spesies. Namun, kode genetik yang sedikit berbeda ditemukan dalam DNA mitokondria.

Pengertian Kodon

Kodon mengacu pada tiga pasang nukleotida DNA atau RNA, yang mewakili asam amino spesifik dalam protein. Semua protein terdiri dari 20 asam amino. Karena ada 64 kodon dalam kode genetik, setiap asam amino diwakili oleh beberapa kodon. Urutan pengkodean gen terdiri dari kodon. Selama transkripsi, urutan nukleotida dari untai indra disalin pada molekul mRNA. Molekul mRNA ini diterjemahkan menjadi protein di sitoplasma. Terjemahan ini difasilitasi oleh ribosom. Asam amino yang tepat untuk sintesis rantai polipeptida dilakukan oleh transfer RNA ( tRNA ). Molekul tRNA berisi urutan nukleotida komplemen kodon, yang disebut antikodon. Dengan antikodon, tRNA dapat membaca molekul mRNA dan membawa asam amino yang benar.

Tiga kodon berfungsi sebagai kodon stop, yang mengakhiri terjemahan. Kodon awal selalu AUG dalam eukariota. Oleh karena itu, setiap protein dalam eukariota dimulai dengan metionin.

Persamaan Antara Kode Genetik dan Kodon

  • Baik kode genetik dan kodon adalah dua metode yang digunakan untuk menyimpan informasi dalam genetik.
  • Baik kode genetik dan kodon penting untuk menghasilkan protein fungsional.

Perbedaan Antara Kode Genetik dan Kodon

Definisi

  • Kode Genetik: Kode genetik mengacu pada seperangkat aturan yang dengannya materi genetik menyimpan informasi genetik.
  • Kodon: Kodon mengacu pada tiga nukleotida DNA atau RNA yang mewakili asam amino tertentu.

Korelasi

  • Kode Genetik: Kode genetik adalah kumpulan kodon.
  • Kodon: Kodon adalah triplet nukleotida, yang mewakili asam amino.

Asam amino

  • Kode Genetik: Kode genetik mengandung kodon, yang mewakili setiap asam amino dalam protein.
  • Kodon: Kodon mewakili asam amino unik dari protein.

Kesimpulan

Kode genetik dan kodon adalah dua metode yang digunakan untuk menyimpan informasi genetik dalam materi genetik. Kode genetik adalah kumpulan kodon. Itu terdiri dari 64 kodon yang berbeda. Kodon adalah triplet nukleotida, yang mewakili asam amino spesifik. Tiga kodon berfungsi sebagai kodon stop, yang mengakhiri terjemahan. Kodon, AUG berfungsi sebagai kodon awal yang memulai terjemahan. Perbedaan utama antara kode genetik dan kodon adalah hubungan antara kode genetik dan kodon.

Pendidikan

Perbedaan Transkripsi dan Translasi

Perbedaan-Transkripsi-dan-Translasi

Perbedaan Utama – Transkripsi vs Translasi. Transkripsi dan translasi keduanya terlibat dalam proses ekspresi gen yang diperlukan untuk fungsi sel. Transkripsi adalah penyalinan gen di genom menjadi potongan RNA. Translasi adalah penguraian mRNA menjadi protein.

Transkripsi DNA ke RNA dan translasi RNA menjadi protein dianggap sebagai dogma inti biologi molekuler. Perbedaan utama antara transkripsi dan translasi adalah bahwa transkripsi melibatkan produksi RNA dari DNA sedangkan translasi melibatkan sintesis protein dengan cara menguraikan mRNA.

Pengertian Transkripsi

Transkripsi adalah langkah pertama dari proses ekspresi gen. Sebuah gen disalin ke dalam potongan RNA dengan bantuan enzim, RNA polimerase. RNA ini disebut transkrip utama. Ini komplementer dan antiparalel ke urutan DNA yang disalin. Transkripsi dapat menghasilkan beberapa jenis RNA: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), RNA ribosom (rRNA) dan RNA non-coding seperti microRNA (miRNA). Gen-gen yang disandikan untuk protein menghasilkan mRNA. mRNA terdiri dari daerah yang belum diterjemahkan yang disebut 5′ UTR dan 3′ UTR untuk pengaturan sintesis protein. Jenis RNA lainnya dianggap membantu sintesis, pengaturan dan pengolahan protein.

Dalam virus, mRNA disintesis dari genom RNA-nya. Genom mereka terdiri dari RNA beruntai negatif, beruntai tunggal. Selama replikasi RNA, RNA untai positif yang dapat digunakan dalam translasi akhir-akhir ini, diproduksi. Beberapa virus seperti HIV mentranskripsikan genom RNA ke dalam DNA dengan bantuan enzim, reverse transcriptase. Jadi, mensintesis DNA komplementer dari RNA disebut sebagai transkripsi terbalik.

Dalam transkripsi prokariotik dan eukariotik , untai antisense ditranskripsikan ke mRNA dalam arah 5′ hingga 3′. Ini tidak termasuk pembentukan fragmen Okazaki seperti pada replikasi DNA. Selain itu, RNA polimerase tidak membutuhkan primer RNA untuk inisiasi transkripsi. Proses transkripsi terjadi dalam empat langkah: inisiasi, pelarian promotor, elongasi dan terminasi. Transkripsi dimulai oleh pengikatan RNA polimerase ke promotor, dengan bantuan protein terkait yang disebut faktor transkripsi. Enam faktor transkripsi yang terkait dengan RNA polimerase II dapat diidentifikasi pada eukariota: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF dan TFIIH. Inisiasi transkripsi diatur oleh aktivator dan represor.

Setelah pembentukan kompleks inisiasi transkripsi, beberapa nukleotida ditambahkan, dan RNA polimerase lolos dari promotor. Kemudian kompleks transkripsi elongasi terbentuk. RNA polimerase melintasi untaian DNA antisense dan menambahkan nukleotida yang melengkapi template untuk menghasilkan untai RNA baru. Prekursor nukleotida yang digunakan adalah adenin, urasil, sitosin dan guanin. Transkrip utama dibelah dari template dalam penghentian proses. Pada eukariota, belahan diikuti oleh modifikasi pasca-transkripsi seperti polyadenylation, 5′ mengakhiri capping dan splicing keluar dari intron.

Antibiotik bekerja sebagai inhibitor transkripsi. Oleh karena itu, mereka dapat digunakan untuk menyembuhkan infeksi bakteri dan jamur pada manusia. Rifampisin dan 8-Hydroxyquinoline adalah dua antibiotik yang menghambat transkripsi pada bakteri dan jamur masing-masing. Di sisi lain, transkripsi dapat diukur dengan RT-PCR, microarray DNA, hibridisasi in situ, blot utara dan RNA-seq seperti teknik biologi molekuler.

Pengertian Translasi

Translasi adalah langkah kedua dalam proses ekspresi gen. mRNA, dihasilkan oleh transkripsi yang diterjemahkan ke dalam protein di sitoplasma oleh ribosom. Selama translasi, mRNA didekode oleh ribosom untuk menghasilkan rantai asam amino atau rantai polipeptida. Sekuens tRNA antikodon komplementer, membawa asam amino khusus berikatan dengan mRNA. Jenis tRNA ini disebut amino acyl tRNA. Pengikatan difasilitasi oleh ribosom. Asam amino yang dibawa oleh tRNA dari rantai polipeptida dengan pembentukan ikatan peptida antara dua asam amino. Rantai asam amino ini mengalami modifikasi pasca-translasi dan kemudian melipat menjadi struktur 3-D untuk menjadi protein aktif.

Translasi terjadi dalam tiga langkah: inisiasi, pemanjangan dan pengakhiran. Untuk memulai translasi, ribosom berkumpul di sekitar target mRNA. tRNA pertama yang ditambahkan adalah metionin yang membawa tRNA yang cocok dengan kodon start, AUG pada ujung 5 of mRNA. Kodon adalah urutan tiga nukleotida pada mRNA, yang mengkode asam amino tertentu. Setelah tRNA pertama dilekatkan pada kodon start, tRNA yang berhubungan dengan kodon kedua dilekatkan pada mRNA. Kemudian ribosom mentranslokasi ke tRNA kedua. Asam amino pertama dan kedua, yang dibawa oleh tRNA, membentuk ikatan peptida di antara mereka. Demikian juga, hasil penguraian sebagai ribosom ditranslokasi ke 5′ ke 3′ arah pada mRNA. Asam amino ditambahkan ke C-teminus dari rantai polipeptida. Oleh karena itu, translasi dianggap sebagai amino-karboksil yang diarahkan. Ketika ribosom mencapai kodon stop (UAG, UAA, UGA), ia melepaskan rantai polipeptida.

Prokariot mengandung ribosom kecil yang disebut 70S ribosom sedangkan ribosom eukariotik relatif besar dan disebut 80S ribosom. Ribosom terdiri dari dua subunit yang disebut subunit besar dan subunit kecil. Pada eukariota, subunit kecil dari ribosom 80S berikatan dengan 5′ ujung mRNA. Tapi, dalam prokariota, subunit kecil, ribosome 70S berikatan dengan sekuens Shine-Dalgarno di mRNA. Urutan Shine-Dalgarno menandai awal setiap urutan pengkode dari operon prokariotik.

Banyak antibiotik yang mampu menghambat translasi adalah kloramfenikol, tetrasiklin, anisomisin, sikloheksimida, streptomisin, dll. Penerjemahan dapat diukur dengan metode spektrometri, tes biokimia dan metode berbasis antibodi seperti ELISA dan Western blot.

Perbedaan Antara Transkripsi dan Translasi

Tujuan

  • Transkripsi: Sintesis salinan RNA dari instruksi genetik yang ditulis dalam genom adalah tujuan utamanya.
  • Translasi: Tujuan utamanya adalah sintesis protein dari RNA yang disalin dari gen.

Templat

  • Transkripsi: Templat adalah gen dalam genom.
  • Translasi: Templat adalah mRNA.

Lokasi

  • Transkripsi: Ini terjadi di nukleus.
  • Translasi: Ini terjadi di sitoplasma.

Enzim

  • Transkripsi: RNA polimerase adalah enzim.
  • Translasi: Ribosom adalah enzim.

Inisiasi

  • Transkripsi: Mengikat RNA polimerase ke promotor gen memulai pembentukan kompleks inisiasi transkripsi. RNA polimerase diarahkan oleh promotor ke situs inisiasi transkripsi.
  • Translasi: Metionin pengikat yang membawa tRNA ke kodon start AUG memulai penerjemahan.

Prekursor

  • Transkripsi: Empat basa nitrogen: Adenin, guanin, sitosin dan urasil adalah prekursor.
  • Translasi: 20 asam amino yang berbeda yang dibawa oleh tRNA adalah prekursor.

Pemanjangan

  • Transkripsi: RNA polimerase memanjang dari 5 ′ ke 3 ′ arah.
  • Translasi: tRNA aminoasil ikut mengikat kodon di A-site. Asam amino baru mengikat dengan rantai yang tumbuh. Ribosome bergerak ke posisi kodon berikutnya dari 5 ′ ke 3 ′ arah.

Jenis Ikatan

  • Transkripsi: Ikatan fosfodiester antara dua nukleotida dapat diamati.
  • Translasi: Ikatan peptida antara dua asam amino dapat diamati.

Penghentian

  • Transkripsi: Transkrip dilepaskan, enzim melepaskan dan DNA berputar.
  • Translasi: Ribosom menyamar dengan bertemu dengan salah satu dari tiga kodon stop, dan rantai polipeptida dilepas.

Produk

  • Transkripsi: Beberapa bentuk fungsional RNA dihasilkan dalam transkripsi: mRNA, tRNA, rRNA dan RNA non-coding.
  • Translasi: Protein adalah produknya.

Pemrosesan Produk

  • Transkripsi: Modifikasi pasca-transkripsi terjadi seperti penambahan 5 ′ hingga, 3 ′ poly A tail dan splicing keluar dari intron terjadi.
  • Translasi: Banyak modifikasi pasca-translasi seperti pembentukan jembatan disulfida, fosforilasi, farnesylation, dll. Terjadi.

Inhibisi oleh Antibiotik

  • Transkripsi: Mereka dihambat oleh rifampicin dan 8-Hydroxyquinoline.
  • Translasi: Mereka dihambat oleh tetrasiklin, kloramfenikol, streptomisin, eritromisin, anisomisin, sikloheksamid, dll.

Lokalisasi

  • Transkripsi: Mereka dilokalisasi ke dalam inti prokariota ‘sitoplasma dan eukariota’.
  • Translasi: Mereka dilokalkan ke dalam ribosom prokariot ‘sitoplasma dan eukariota’ pada retikulum endoplasma.

Kesimpulan

Transkripsi dan translasi secara kolektif disebut ekspresi gen. Selama transkripsi, nukleotida digunakan untuk menghasilkan untaian RNA baru oleh polimerase RNA dan protein terkait lainnya. Di sisi lain, asam amino digunakan untuk menghasilkan rantai polipeptida dalam translasi. Dalam eukariot, transkripsi dan translasi keduanya menambahkan modifikasi ke dalam produk akhir mereka yang disebut sebagai modifikasi pasca-transkripsi dan pasca-translasi, masing-masing. Modifikasi pasca-transkripsi melibatkan penambahan 5′ hingga, 3′ poly A tail dan splicing dari intron. Selama modifikasi pasca-translasi, pematangan protein diperoleh melalui fosforilasi, pembentukan jembatan disulfida dan reaksi seperti karboksilasi. Oleh karena itu perbedaan utama antara transkripsi dan translasi adalah peran mereka dalam proses ekspresi gen.