原核和真核转录的区别
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主要区别 - 原核与真核转录
原核转录发生在细胞质中,而在原核生物中,转录和翻译同时发生。真核转录发生在细胞核中,而在真核生物中,转录和翻译在空间和时间上有所不同。
在详细了解原核和真核转录的区别之前,让我们先来看看转录的过程。转录是使用 DNA 链之一作为模板制造 RNA 分子的过程。在这里,DNA 中的信息被转录或复制到信使 RNA (mRNA) 分子。然后这个 mRNA 被运输到细胞质,在那里它在许多酶的帮助下被翻译成一个功能性的蛋白质分子。
转录需要三个主要组成部分:
DNA 模板(模板链)——只有一条 DNA 分子链用于转录
三磷酸核糖核苷(rNTPs)等原料
转录装置——启动和持续转录过程所需的酶
转录过程包括三个阶段;起始、延长和终止。
引发 – 转录装置在启动子上组装并开始合成 RNA。
伸长 – RNA 聚合酶在解开双螺旋 DNA 的同时读取 DNA 模板链,并一次一个地向合成 RNA 链的 3' 末端添加新的核苷酸。
终止 – 识别转录单位的末端并将 RNA 分子与 DNA 模板分离。
什么是原核转录
原核生物没有有组织的细胞核,因此细胞核物质或 DNA 位于细胞质中。因此,转录发生在细胞质中,转录所需的所有前体都在细胞质中。原核转录需要 RNA 聚合酶才能成功完成转录。该酶包含五个亚基(α、β、β’、ω),它与σ因子和启动子区域结合,然后通过完成全酶启动转录。在原核生物中,DNA 不与组蛋白结合。因此,转录直接启动。当原核生物具有重叠基因时,这可能是有利的。转录从启动子区开始并延伸到编码区,并在 RNA 聚合酶读取终止信号时结束。有两种类型的终止信号,Rho 相关的和独立的。转录的mRNA在转录过程中会被完全翻译,大部分时间不会进行转录后处理。
典型的原核细胞
什么是真核转录
真核转录比真核转录更复杂,发生在细胞核内。与原核生物不同,真核生物根据转录的需要包含五种类型的 RNA 聚合酶,并包含 10-17 个亚基。例如,RNA聚合酶I转录大mRNA,RNA聚合酶II转录snRNA、snoRNA和miRNA等。这五种在生物体中不同的酶,例如RNA聚合酶IV和V仅存在于植物中。
RNA聚合酶的类型 |
转录分子 |
RNA聚合酶I |
大rRNA |
RNA聚合酶II |
Pre-mRNA,一些snRNAs,snoRNAs,一些miRNAs |
RNA聚合酶III |
tRNA、小 rRNA、一些 snRNA、一些 miRNA |
RNA聚合酶IV |
一些 miRNA |
RNA聚合酶V |
RNA分子参与异染色质形成 |
首先,DNA 与组蛋白分离并在启动子区域附近解开。 RNA聚合酶和包括增强子在内的其他转录因子将与启动子区域结合。转录从转录起始位点开始,直至转录终止信号。与原核生物不同,转录本很长并且经过了大量处理。新形成的 mRNA 称为前体 mRNA。这是通过切出非编码区域来处理的,编码区域将重新连接在一起。这称为成熟的 mRNA,它已准备好进行翻译。这就是转录的完整过程。
真核细胞(动物)
原核和真核转录的区别
地点
原核转录 发生在细胞质中。
真核转录 发生在细胞核中。
转录和翻译
在 原核转录,转录和翻译同时发生。
在 真核转录, 转录和翻译在空间和时间上不同(转录 - 细胞核,翻译 - 细胞质)
mRNA的转录
在 原核转录, mRNA 直接从模板 DNA 分子转录。
在 真核转录,最初形成前体 mRNA 分子(初级转录物),然后加工以产生成熟的 mRNA。
mRNA的类型
在 原核转录,RNA聚合酶的类型不随细菌类型而变化。
在 真核生物转录,RNA 的类型因生物而异。
例如RNA聚合酶I、II、III存在于所有真核生物中,但RNA聚合酶IV和V仅存在于植物中
RNA聚合酶
具有核心酶和其他亚基的单一类型的 RNA 聚合酶参与 原核转录。
RNA 聚合酶的类型因转录的 RNA 类型而异 真核生物 细胞。 (即他们识别不同类型的发起人)
亚基
原核生物 RNA聚合酶由五个亚基(α、β、β’、ω)组成
真核生物 RNA 聚合酶由 10 – 17 个亚基组成。
发起人认可
在 原核生物, 全酶 (RNA 聚合酶 + σ 因子) 识别并直接与启动子结合。
在 真核生物,启动子识别不能单独由 RNA 聚合酶进行,但细胞中的辅助蛋白应该识别启动子,从而将特定的 RNA 聚合酶募集到启动子上。
转录类型
在 真核生物, 在转录之前,应该可以访问组蛋白和 DNA 的复合物。
在 原核生物, DNA 不与组蛋白结合。因此,转录直接发生。
发起人
真核生物 由 RNA 聚合酶 II 鉴定的 DNA 具有两部分启动子,称为核心启动子和调节启动子。
在 原核生物 启动子,看不到这种差异。
转录终止符
原核细胞具有两种类型的转录终止子; Rho 依赖性终止子和 Rho 独立终止子。
在 真核生物转录,三种 RNA 聚合酶使用不同的终止机制。
例如RNA 聚合酶 I – 需要与 DNA 终止位点下游结合的终止因子。
RNA 聚合酶 II – 转录终止序列,然后产生一串尿嘧啶。
与 RNA 分子的联系
Rho 因子与生长中的 RNA 分子结合 原核转录.
终止因子 真核生物 与模板 DNA 分子结合。
蛋白质的增强
真核转录 可以被称为增强子的蛋白质增强,这些蛋白质与远离转录区的 DNA 不同位置结合。
这在报告中没有 原核转录。
图片提供:
“Average prokaryote cell-en”,作者 Mariana Ruiz Villarreal,LadyofHats(公共领域),来自 Commons
LadyofHats (Mariana Ruiz) 的“Animal cell structure en”——使用 Adobe Illustrator 创作的作品。图像从 Image:Animal cell structure.svg 重命名。 (公共领域)通过共享