Sự khác biệt chính giữa bộ gen của sinh vật nhân sơ và nhân thực là bộ gen của sinh vật nhân sơ có trong tế bào chất trong khi bộ gen của sinh vật nhân thực giới hạn trong nhân.
Bộ gen đề cập đến toàn bộ tập hợp DNA của một sinh vật. Nói cách khác, bộ gen là vật chất di truyền của một sinh vật chứa tổng số thông tin di truyền. Hầu hết sinh vật có bộ gen được tạo ra từ DNA. Tuy nhiên, một số bộ gen dựa trên RNA. Ví dụ, một số virus nhất định có bộ gen RNA. Khi xem xét tổng số vật chất di truyền của một sinh vật, nó không chỉ bao gồm các gen hoặc trình tự mã hóa. Nó bao gồm cả gen và trình tự không mã hóa của DNA.
Vì thông tin di truyền nằm trong bộ gen dưới dạng gen, các gen trải qua quá trình phiên mã và dịch mã để tạo ra protein. Có sự khác biệt giữa quá trình biểu hiện bộ gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn. Hơn nữa, việc lưu trữ và sao chép của cả hai bộ gen cũng khác nhau giữa sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn. Nhưng cấu trúc của DNA vẫn giống nhau (Double Helix) ở cả hai sinh vật. Sự khác biệt chính giữa bộ gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn là ở tổ chức tế bào của sinh vật và nơi cư trú của bộ gen.
Bộ gen nhân sơ là gì?
Sinh vật nhân sơ là những sinh vật đơn bào đơn giản thiếu các bào quan có màng bao bọc. Hơn nữa, chúng có cơ thể nhỏ và bộ gen nhỏ. Thông thường, bộ gen của sinh vật nhân sơ bao gồm một hoặc nhiều phân tử DNA. Đơn giản là chúng có một nhiễm sắc thể duy nhất trôi nổi trong tế bào chất. Ngoài nhiễm sắc thể đơn này, một số vi khuẩn có DNA ngoài nhiễm sắc thể được gọi là plasmid. Plasmid không phải là DNA bộ gen. Chúng là các phân tử DNA phụ. Tuy nhiên, plasmid mang lại những lợi thế bổ sung cho vi khuẩn như kháng thuốc kháng sinh, kháng thuốc diệt cỏ,… Chúng là những phân tử DNA hình tròn nhỏ có khả năng tự sao chép. Do đó, plasmid đóng vai trò là vectơ quan trọng trong công nghệ DNA tái tổ hợp.
Hình 01: Tế bào nhân sơ và bộ gen
Do kích thước nhỏ, bộ gen của sinh vật nhân sơ chủ yếu chứa các trình tự mã hóa (exon). Tuy nhiên, nó không chứa phần giới thiệu và các chuỗi lặp đi lặp lại. Hơn nữa, các gen nhân sơ tồn tại dưới dạng các cụm được điều chỉnh bởi một promoter duy nhất. Ngoài ra, nhiễm sắc thể đơn này có hình tròn và tiếp xúc với màng tế bào từ một số điểm. Về mặt cấu trúc, bộ gen của sinh vật nhân sơ nhỏ gọn hơn bộ gen của sinh vật nhân chuẩn. Hơn nữa, nó không chứa khoảng cách giữa các gen.
Bộ gen sinh vật nhân chuẩn là gì?
Sinh vật nhân thực là sinh vật có nhân và các bào quan tế bào có màng bao bọc. Chúng có các ngăn tế bào rộng rãi thực hiện các chức năng riêng biệt. Trong vùng nhân của sinh vật nhân thực, chúng ta có thể tìm thấy bộ gen của sinh vật nhân chuẩn chứa toàn bộ thông tin di truyền của sinh vật. Về cơ bản, hệ gen của sinh vật nhân thực tồn tại dưới dạng nhiễm sắc thể tuyến tính. Hơn nữa, các phân tử DNA cùng với các protein histone tạo nên các nhiễm sắc thể này. Trong bộ gen của con người, có tổng cộng 46 nhiễm sắc thể trong mỗi tế bào. Màng nhân bao bọc tất cả các nhiễm sắc thể này. Do đó, chúng không thể đến tế bào chất của tế bào trừ khi chúng trở thành phân tử mRNA. Ngoài ra, ở sinh vật nhân thực, ti thể và lục lạp có chứa một số phân tử DNA. Tuy nhiên, chúng không phải là DNA bộ gen.
Hình 02: Bộ gen sinh vật nhân chuẩn
Bộ gen của sinh vật nhân chuẩn ít gọn hơn, và nó chứa các trình tự lặp lại cũng như nhiều trình tự không mã hóa như intron và DNA đệm. So với bộ gen của sinh vật nhân sơ, bộ gen của sinh vật nhân thực lớn hơn và có hàng tỷ cặp bazơ. Hơn nữa, nó chứa nhiều gen với nhiều bản sao.
Điểm giống nhau giữa hệ gen nhân sơ và nhân thực là gì?
- Cả Hệ gen của Sinh vật nhân sơ và Nhân thực đều bao gồm các phân tử DNA.
- Bộ gen đóng vai trò là kho lưu trữ thông tin di truyền của cả hai loại sinh vật.
- Ngoài ra, cả hai bộ gen đều chứa gen.
- Hơn nữa, cả hai đều trải qua quá trình phiên âm và dịch thuật.
- Bên cạnh đó, cả hai bộ gen đều nhân bản và di truyền cho các thế hệ tiếp theo.
Sự khác biệt giữa bộ gen của sinh vật nhân sơ và nhân thực là gì?
Sinh vật có hai loại hoặc sinh vật nhân sơ hoặc sinh vật nhân thực. Sinh vật nhân sơ có tổ chức tế bào đơn giản trong khi sinh vật nhân thực có tổ chức tế bào phức tạp. Tương tự như vậy, bộ gen của sinh vật nhân sơ nhỏ và ít phức tạp hơn so với bộ gen của sinh vật nhân chuẩn. Về mặt cấu trúc, hệ gen của sinh vật nhân sơ chỉ giới hạn ở một nhiễm sắc thể đơn trong khi hệ gen của sinh vật nhân thực có nhiều nhiễm sắc thể. Đây là một điểm khác biệt giữa bộ gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn. Hơn nữa, một điểm khác biệt khác giữa hệ gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn là bộ gen của sinh vật nhân sơ có trong tế bào chất trong khi bộ gen của sinh vật nhân thực có bên trong nhân. Ngoài ra, khi xem xét kích thước của bộ gen, bộ gen của sinh vật nhân sơ nhỏ hơn nhiều so với bộ gen của sinh vật nhân thực. Hơn nữa, về thành phần cấu tạo, bộ gen của sinh vật nhân chuẩn có nhiều ADN lặp lại, các đoạn intron và ADN đệm không có trong bộ gen nhân sơ.
Đồ họa thông tin dưới đây minh họa thêm sự thật về sự khác biệt giữa bộ gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn.
Tóm tắt - Bộ gen sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn
Sinh vật nhân sơ gồm hai loại như vi khuẩn và vi khuẩn cổ. Mặt khác, sinh vật nhân thực bao gồm thực vật, động vật, nấm, tảo và động vật nguyên sinh. Sinh vật nhân sơ thiếu các bào quan có màng bao bọc như nhân, ti thể,… Ngược lại, sinh vật nhân thực có các ngăn bên trong rộng rãi ngăn cách nhau bằng màng. Theo những khác biệt này trong tổ chức tế bào, bộ gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực cũng khác nhau. Do đó, sự khác biệt chính giữa hệ gen sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn là hệ gen của sinh vật nhân sơ trôi nổi trong tế bào chất trong khi hệ gen của sinh vật nhân thực bảo vệ bên trong nhân. Hơn nữa, bộ gen của sinh vật nhân sơ nhỏ gọn hơn và không có ADN lặp lại, các đoạn intron và ADN đệm so với bộ gen của sinh vật nhân chuẩn. Ngược lại, hệ gen của sinh vật nhân chuẩn có nhiều gen, DNA và intron lặp đi lặp lại nhiều hơn. Do đó, đây là sự khác biệt giữa bộ gen của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn.
