Sự khác biệt cơ bản giữa sự khởi đầu dịch mã ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn là sự khởi đầu dịch mã ở sinh vật nhân sơ xảy ra trên ribosome 70S trong khi sự khởi đầu dịch mã ở sinh vật nhân thực xảy ra trên ribosome 80S.
Dịch hay tổng hợp protein là một quá trình sinh học diễn ra trong tế bào chất. Quá trình này tiến hành qua ba bước: bắt đầu, kéo dài và kết thúc. Quá trình này liên quan đến việc dịch mã bộ ba nucleotide hoặc codon có trong trình tự RNA thông tin (mRNA) thành trình tự axit amin. Quá trình dịch mã được thực hiện bởi các ribosome và các enzym đặc hiệu. Những chất này xúc tác sự hình thành polypeptide dựa trên khuôn mẫu mRNA.
Khởi đầu Dịch thuật Prokaryotic là gì?
Khởi đầu dịch mã của tế bào nhân sơ là sự gắn kết của tiểu đơn vị 30S của ribosom với đầu 5 'của mRNA với sự trợ giúp của các yếu tố khởi đầu tế bào nhân sơ. Quá trình tổng hợp protein bắt đầu với sự hình thành của phức hợp khởi đầu. Phức hợp khởi đầu bao gồm 30S ribosome, khuôn mẫu mRNA, các yếu tố khởi đầu như IF-1, IF-2 và IF-3 và tRNA khởi đầu đặc biệt. Ở sinh vật nhân sơ, trình tự Shine Dalgarno tham gia vào việc xác định ribosome để bắt đầu quá trình dịch mã. Trình tự Dalgarno sáng liên kết với tiểu đơn vị 30S của ribosom trên khuôn mẫu mRNA. Trong bước này, IF-3 đóng một vai trò quan trọng. Sau đó tRNA của bộ khởi đầu kết hợp với codon bắt đầu AUG. Phân tử tRNA này vận chuyển axit amin methionine.
Hình 01: Bản dịch Prokaryotic
Hình thành methionine là một quá trình quan trọng diễn ra ở sinh vật nhân sơ. Do đó, methionin đã được formyl hóa đóng vai trò là axit amin đầu tiên trong quá trình dịch mã của tế bào nhân sơ. Sự liên kết của tRNA và methionine (fMet) là trung gian của IF-2. Tiểu đơn vị 30S của ribosome cùng với fMet, IF-1, IF-2 và IF -3 tạo ra phức hợp khởi đầu. Sự thủy phân GTP trên IF-2 và giải phóng tất cả các yếu tố khởi đầu cho phép liên kết tiểu đơn vị 30S của ribosom với tiểu đơn vị 50S của ribosom để tạo thành ribosom đầy đủ chức năng, còn được gọi là phức hợp dịch mã. Vì GTP bị thủy phân, liên kết của các tiểu đơn vị là tự phát không thể đảo ngược và cần năng lượng để kết thúc quá trình dịch mã.
Khởi đầu Dịch thuật Nhân thực là gì?
Khởi đầu dịch mã ở sinh vật nhân thực là quá trình mà các tiểu đơn vị khởi đầu tRNA, 40S và 60S của ribosome được liên kết bởi các yếu tố khởi đầu của sinh vật nhân chuẩn (eIF) vào ribosome 80S ở codon bắt đầu của mRNA. Các yếu tố khởi đầu dịch mã, phiên mã mRNA và ribosome chủ yếu tham gia vào quá trình khởi đầu. Các yếu tố khởi đầu liên kết với tiểu đơn vị của ribosom tuổi 40. Yếu tố khởi đầu eIF3 ngăn chặn sự liên kết sớm của hai tiểu đơn vị, trong khi eIF4 đóng vai trò là protein gắn nắp. Yếu tố khởi đầu dịch mã eIF2 chọn tRNA khởi đầu tích điện và liên kết với methionine để tạo thành Met-tRNA. Phân tử này không được công thức hóa. Sau quá trình liên kết này, một phức hợp bậc ba được hình thành, được gọi là eIF2 / GTP / Met-tRNA. Phức hợp bậc ba này liên kết với các eIF khác thành tiểu đơn vị 40S để tạo thành phức hợp tiền khởi đầu 43S.
Hình 02: Khởi đầu dịch thuật ở sinh vật nhân chuẩn
Phức hợp tiền khởi đầu này với các yếu tố protein di chuyển dọc theo chuỗi mRNA về phía đầu 3 'để đến codon bắt đầu. Quá trình này được gọi là quá trình quét mRNA. Sự thủy phân GTP diễn ra ở eIF2 kích hoạt sự phân ly của các yếu tố khởi đầu dịch mã từ tiểu đơn vị 40 dẫn đến sự hình thành phức hợp ribosome đầy đủ. Điều này đánh dấu sự kết thúc của quá trình bắt đầu dịch mã ở sinh vật nhân chuẩn và chuyển sang giai đoạn kéo dài.
Điểm tương đồng giữa Khởi đầu dịch thuật của Sinh vật nhân sơ và Sinh vật nhân chuẩn
- Cả hai quy trình đều sử dụng mẫu mRNA.
- tRNA cung cấp axit amin chính xác trong cả hai quá trình.
- Cả hai tiểu đơn vị ribosome đều tham gia vào quá trình bắt đầu dịch thuật.
- Quá trình thủy phân GTP diễn ra trong cả hai quá trình để kích hoạt quá trình bắt đầu dịch.
- AUG đóng vai trò là codon bắt đầu cho cả hai quá trình.
Sự khác biệt giữa Khởi đầu dịch thuật của Sinh vật nhân sơ và Sinh vật nhân chuẩn
Sự khởi đầu dịch mã của tế bào nhân sơ diễn ra trên các ribosome ở thập niên 70, trong khi quá trình bắt đầu dịch mã của tế bào nhân thực diễn ra trên các ribosome ở thập niên 80. Vì vậy, đây là điểm khác biệt cơ bản giữa sự khởi đầu dịch mã của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn. Hơn nữa, quá trình bắt đầu dịch mã ở sinh vật nhân sơ là một quá trình không phụ thuộc vào nắp, trong khi quá trình bắt đầu dịch mã ở sinh vật nhân chuẩn là phụ thuộc và không phụ thuộc vào nắp. Vì vậy, đây là một sự khác biệt đáng kể khác giữa sự khởi đầu dịch mã của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn. Bên cạnh đó, chuỗi axit amin mở đầu quá trình bắt đầu dịch mã ở sinh vật nhân sơ và khởi đầu dịch mã ở sinh vật nhân chuẩn lần lượt là N-formyl methionine và methionine.
Đồ họa thông tin sau đây tổng hợp sự khác biệt giữa quá trình bắt đầu dịch mã của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn dưới dạng bảng để so sánh song song.
Tóm tắt - Khởi đầu dịch thuật của Sinh vật nhân sơ và Sinh vật nhân chuẩn
Dịchlà một quá trình sinh học diễn ra trong tế bào chất. Khởi xướng là bước đầu tiên của quá trình dịch thuật. Một bản phiên mã mRNA đóng vai trò là khuôn mẫu cho sự khởi đầu dịch mã của cả sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn. Khởi đầu dịch mã ở sinh vật nhân sơ là sự gắn kết của tiểu đơn vị 30S của ribosom với đầu 5’của mRNA với sự trợ giúp của các yếu tố khởi động tế bào nhân sơ. Các yếu tố khởi đầu bao gồm IF-1, IF-2 và IF-3, trong khi các ribosome của thập niên 70 đóng vai trò là bộ máy dịch mã chính tham gia vào quá trình khởi đầu. Khởi đầu dịch mã ở sinh vật nhân chuẩn là quá trình mà các tiểu đơn vị khởi đầu tRNA, 40S và 60S của ribosom được liên kết bởi các yếu tố khởi đầu của sinh vật nhân chuẩn (eIF) vào ribosome 80S ở codon bắt đầu của mRNA. Các yếu tố khởi đầu bao gồm eIF-1, eIF2, eIF-3, eIF4, eIF5 và eIF6 trong khi các ribosome ở thập niên 80 đóng vai trò là bộ máy bắt đầu dịch mã ở sinh vật nhân chuẩn. Vì vậy, đây là tóm tắt về sự khác biệt giữa quá trình bắt đầu dịch mã của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn.
