Sự khác biệt cơ bản giữa phiên mã của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn là quá trình phiên mã của tế bào nhân sơ diễn ra trong tế bào chất trong khi phiên mã của tế bào nhân thực diễn ra bên trong nhân.
Trong tế bào, DNA mang thông tin từ thế hệ này sang thế hệ khác điều khiển các hoạt động của tế bào. Hơn nữa, DNA chịu trách nhiệm tổng hợp tất cả các protein có vai trò chức năng cũng như cấu trúc trong tế bào. Do đó, bằng cách tổng hợp các protein như vậy, DNA điều khiển các hoạt động của một tế bào. Một gen chứa thông tin di truyền để tạo ra một loại protein cần được biểu hiện để tổng hợp nên loại protein tương ứng. Sự biểu hiện gen xảy ra qua hai bước chính là phiên mã và dịch mã. Do đó, phiên mã là bước đầu tiên của sự biểu hiện gen. Tiếp theo là bản dịch. Trong quá trình phiên mã, thông tin di truyền trên DNA biến đổi thành một chuỗi mã di truyền ba chữ cái trong mRNA. Trong quá trình dịch mã, mRNA được chuyển đổi thành một chuỗi polypeptit.
Phiên mã Nhân sơ là gì?
Phiên mã nhân sơ diễn ra trong tế bào chất. Ngoài ra, nó luôn xảy ra cùng với bản dịch. Phiên mã trong tế bào nhân sơ có 4 giai đoạn: liên kết, bắt đầu, kéo dài và kết thúc. RNA polymerase là enzyme xúc tác tổng hợp sợi mRNA. Liên kết của RNA polymerase với trình tự promoter là bước đầu tiên trong quá trình phiên mã. Trong tế bào vi khuẩn, chỉ tồn tại một loại RNA polymerase tổng hợp tất cả các lớp RNA: mRNA, tRNA và rRNA. RNA polymerase tìm thấy ở Escherichia coli (E coli) bao gồm hai tiểu đơn vị α và hai tiểu đơn vị β và một yếu tố sigma.
Hình 01: Phiên mã nhân sơ
Khi yếu tố sigma này liên kết với trình tự promoter DNA dẫn đến việc tháo xoắn chuỗi kép DNA, quá trình bắt đầu diễn ra. Sử dụng một trong các sợi ADN làm khuôn mẫu, ARN polymerase tổng hợp sợi ARN di chuyển dọc theo sợi ADN tháo xoắn theo hướng 5 'đến 3'. Do đó, trong bước kéo dài, sợi RNA này phát triển từ 5 'đến 3' tạo thành một lai ngắn với sợi DNA. Khi trình tự kết thúc gặp nhau, sự kéo dài của trình tự mRNA chấm dứt. Ở sinh vật nhân sơ, có hai kiểu kết thúc; kết thúc phụ thuộc vào yếu tố và kết thúc nội tại. Sự kết thúc phụ thuộc vào yếu tố cần có yếu tố Rho, và sự kết thúc nội tại xảy ra khi mẫu chứa một trình tự giàu GC ngắn gần đầu 3 ′ sau một số cơ sở uracil.
Phiên mã Nhân thực là gì?
Phiên mã ở sinh vật nhân thực diễn ra trong nhân. Tương tự như phiên mã ở tế bào nhân sơ, quá trình phiên mã ở tế bào nhân thực cũng xảy ra qua bốn bước, tức là liên kết, bắt đầu, kéo dài và kết thúc. Tuy nhiên, phiên mã của sinh vật nhân thực phức tạp hơn so với phiên mã của tế bào nhân sơ.
Trong tế bào nhân thực, ba loại RNA polymerase khác nhau có mặt; chúng cụ thể là RNA pol I, II và III và chúng khác nhau về vị trí và loại RNA mà chúng tổng hợp. RNA polymerase liên kết với DNA tại vùng promoter với sự trợ giúp của các yếu tố phiên mã. Khi chuỗi xoắn DNA mở ra thành các sợi đơn, RNA polymerase sẽ xúc tác quá trình tổng hợp chuỗi mRNA từ sợi khuôn. Sợi RNA này phát triển từ 5 'đến 3' tạo thành một đoạn lai ngắn với sợi DNA, và đó được gọi là sự kéo dài. Quá trình kéo dài chấm dứt với sự phiên mã của một trình tự đặc biệt được gọi là tín hiệu kết thúc. Sự kết thúc được kiểm soát bởi nhiều tín hiệu khác nhau tùy theo loại enzyme có liên quan.
Hình 02: Phiên mã Nhân thực
Hơn nữa, trình tự RNA ban đầu là kết quả của quá trình phiên mã là một chuỗi RNA sớm. Nó chứa các chuỗi rác. Do đó, trước khi dịch mã, một số sửa đổi xảy ra để tạo ra mRNA trưởng thành. Những sửa đổi này bao gồm nối RNA, 5’đóng, 3’ adenyl hóa, v.v … Khi những sửa đổi xảy ra, trình tự mRNA sẽ di chuyển đến tế bào chất. Không giống như ở sinh vật nhân sơ, quá trình phiên mã ở sinh vật nhân thực không xảy ra đồng thời với quá trình dịch mã.
Sự giống nhau giữa phiên mã của tế bào nhân sơ và nhân chuẩn là gì?
- Phiên mã của cả tế bào nhân sơ và nhân thực đều tuân theo cùng một cơ chế.
- Ngoài ra, cả hai đều có các bước tương tự.
- Vào cuối cả hai quy trình, một mRNA được tạo ra.
- Hơn nữa, RNA polymerase xúc tác cả hai quá trình phiên mã.
- Bên cạnh đó, cả hai quy trình đều sử dụng khuôn mẫu DNA để tạo ra chuỗi mRNA.
Sự khác biệt giữa phiên mã của tế bào nhân sơ và nhân chuẩn là gì?
Phiên mã nhân sơ diễn ra trong tế bào chất. Mặt khác, quá trình phiên mã ở sinh vật nhân thực diễn ra trong nhân. Đây là sự khác biệt cơ bản giữa phiên mã của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn. Hơn nữa, quá trình phiên mã của tế bào nhân sơ tạo ra mRNA polycistronic trong khi phiên mã ở sinh vật nhân chuẩn tạo ra mRNA đơn dòng. Như vậy, nó cũng là một sự khác biệt giữa phiên mã của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực. Ngoài ra, một điểm khác biệt nữa giữa phiên mã của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn là quá trình phiên mã của tế bào nhân sơ liên quan đến một loại RNA polymerase trong khi phiên mã ở sinh vật nhân chuẩn liên quan đến ba loại RNA polymerase.
Hơn nữa, một điểm khác biệt khác giữa phiên mã ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực là quá trình phiên mã và dịch mã được kết hợp với nhau ở sinh vật nhân sơ trong khi chúng không được kết đôi ở sinh vật nhân thực. Hơn nữa, ở sinh vật nhân sơ, sự sửa đổi sau phiên mã không diễn ra trong khi ở sinh vật nhân chuẩn, sự sửa đổi sau phiên mã xảy ra. Do đó, nó cũng là sự khác biệt giữa phiên mã của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn.
Đồ họa thông tin dưới đây về sự khác biệt giữa phiên mã tế bào nhân sơ và nhân thực cung cấp thêm thông tin về sự khác biệt.
Tóm tắt - Phiên mã Sinh vật nhân sơ và Sinh vật nhân chuẩn
Phiên mã là bước đầu tiên của quá trình biểu hiện gen, sau đó là quá trình dịch mã. Mặc dù cơ chế phiên mã giống nhau ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực, nhưng có một số điểm khác biệt giữa chúng. Sự khác biệt cơ bản giữa phiên mã của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực là quá trình phiên mã của tế bào nhân sơ xảy ra trong tế bào chất trong khi phiên mã của tế bào nhân thực xảy ra trong nhân. Hơn nữa, quá trình phiên mã của tế bào nhân sơ chỉ liên quan đến một RNA polymerase trong khi phiên mã ở sinh vật nhân chuẩn liên quan đến ba loại RNA polymerase. Hơn nữa, trình tự mRNA của sinh vật nhân sơ là polycistronic trong khi ở sinh vật nhân chuẩn, trình tự mRNA là monocistronic. Không chỉ vậy, ở sinh vật nhân thực, các biến đổi sau phiên mã xảy ra còn ở sinh vật nhân sơ thì không xảy ra. Đây là tóm tắt về sự khác biệt giữa phiên mã của tế bào nhân sơ và nhân thực.
