Tổng hợp Protein ở Sinh vật nhân sơ và Sinh vật nhân chuẩn
Tổng hợp protein có các bước theo trình tự rất cao bên trong mỗi tế bào của toàn bộ từ sinh học, nhưng có những đặc điểm nhận dạng nhỏ trong mỗi tế bào. Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể nghiêm trọng giữa các con đường tổng hợp protein của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn, mặc dù kết quả cuối cùng luôn là protein trong cả hai trường hợp. Các thành phần của hai loại tế bào có thể là lý do chính khiến chúng khác nhau. Tuy nhiên, các bước chính của quá trình phiên mã, xử lý ARN và dịch mã đều giống nhau ở cả sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực. Một tài khoản chung về tổng hợp protein được trình bày trong bài viết này, sau đó là các cuộc thảo luận dễ hiểu về sự khác biệt đáng kể chính giữa nhau.
Tổng hợp Protein
Tổng hợp protein là một quá trình sinh học diễn ra bên trong tế bào của sinh vật theo ba bước chính được gọi là Phiên mã, Xử lý RNA và Dịch mã. Trong bước phiên mã, trình tự nucleotit của gen trong sợi ADN được phiên mã thành ARN. Bước đầu tiên này rất giống với quá trình sao chép DNA ngoại trừ kết quả là một sợi trên RNA trong quá trình tổng hợp protein. Sợi DNA được tháo ra nhờ enzym DNA helicase, RNA polymerase được gắn vào vị trí cụ thể của phần bắt đầu gen được gọi là promoter, và sợi RNA được tổng hợp dọc theo gen. Sợi RNA mới hình thành này được gọi là RNA thông tin (mRNA).
Sợi mRNA đưa trình tự nucleotide đến ribosome để xử lý RNA. Các phân tử tRNA (RNA chuyển) cụ thể sẽ nhận ra các axit amin có liên quan trong tế bào chất. Sau đó, các phân tử tRNA được gắn vào các axit amin cụ thể. Trong mỗi phân tử tRNA, có một trình tự gồm ba nucleotide. Một ribosome trong tế bào chất được gắn vào sợi mRNA, và codon khởi đầu (promoter) được xác định. Các phân tử tRNA với các nucleotide tương ứng cho trình tự mRNA được di chuyển vào tiểu đơn vị lớn của ribosome. Khi các phân tử tRNA đến ribosome, axit amin tương ứng được liên kết với axit amin tiếp theo trong trình tự thông qua liên kết peptit. Bước cuối cùng này được gọi là dịch; thực sự, đây là nơi diễn ra quá trình tổng hợp protein thực sự.
Hình dạng của protein được xác định thông qua các loại axit amin khác nhau trong chuỗi, chúng được gắn vào phân tử tRNA, nhưng tRNA là đặc trưng cho trình tự mRNA. Do đó, rõ ràng là các phân tử protein mô tả thông tin được lưu trữ trong phân tử DNA. Tuy nhiên, quá trình tổng hợp protein cũng có thể được bắt đầu từ một sợi RNA.
Sự khác biệt giữa Tổng hợp Protein ở Sinh vật nhân sơ và Sinh vật nhân chuẩn là gì?
• Khi bước phiên mã diễn ra, các ribosome có khả năng liên kết với sợi mRNA hình thành ở sinh vật nhân sơ vì chúng không có vỏ nhân để bao bọc các axit nucleic. Tuy nhiên, mRNA có thể kết hợp với ribosome sau khi sợi được di chuyển ra khỏi nhân ở sinh vật nhân thực.
• Do đó, rõ ràng là bước dịch mã của quá trình đã được bắt đầu trước khi quá trình phiên mã hoàn tất ở sinh vật nhân sơ, trong khi hai bước này diễn ra cách xa nhau ở sinh vật nhân thực. Nói cách khác, quá trình xử lý ARN không diễn ra trong quá trình tổng hợp tế bào nhân sơ, mà nó diễn ra trong quá trình nhân thực.
• Chỉ một gen được biểu hiện trong một quá trình tổng hợp protein đầy đủ ở sinh vật nhân thực trong khi thường có một số gen được biểu hiện trong quá trình tổng hợp protein của vi khuẩn (sinh vật nhân sơ) từ một sợi mRNA. Nói cách khác, các gen nhóm (được gọi là Operon) có thể được biểu hiện bởi sinh vật nhân sơ nhưng sinh vật nhân chuẩn thì không.
• Có trình tự DNA không mã hóa trong axit nucleic của sinh vật nhân thực được gọi là Intron nhưng không có ở sinh vật nhân sơ. MRNA ở sinh vật nhân thực loại bỏ phần intron khỏi sợi của nó trước khi rời khỏi nhân, điều này trái ngược với sự hình thành sợi mRNA đơn giản ở sinh vật nhân sơ.
