主要区别 - 原核与真核翻译

原核和真核翻译通过解码 mRNA 携带的遗传指令参与蛋白质的合成。在翻译过程中，mRNA 上的核苷酸三联体（称为密码子）被翻译成氨基酸序列。原核和真核翻译在整个过程中共享一个相似的基本计划。但是，在这些翻译过程中可以观察到一些差异。这 主要区别 原核和真核翻译之间是 原核翻译与其转录同步发生，而真核翻译与其转录异步发生。

这篇文章解释了，

1.什么是原核翻译 – 定义、过程、特征 2. 什么是原核翻译 – 定义、过程、特征 3.原核翻译和真核翻译有什么区别

什么是原核翻译

在原核生物中，翻译是同时合成蛋白质和转录的过程。在将基因的 5' 端转录成 mRNA 后，翻译就开始了。原核翻译基本上发生在三个步骤：起始、延伸和终止。为了启动翻译，组装了两个子单元 50S 和 30S。三个起始因子 IF1、IF2 和 IF3 有助于组装起始复合物。 N-甲酰甲硫氨酸是翻译中第一个添加的氨基酸。 GTP 被用作剩余和传入核苷酸之间肽键形成的能量来源。翻译起始因子是EF-P。

核糖体与 Shine-Dalgarno 序列的结合促进了起始密码子的选择。 Shine-Dalgarno 序列是位于 AUG 起始密码子上游的富含嘌呤的区域。该序列与 16S rRNA 上富含嘧啶的区域互补。 16S rRNA 是 30S 亚基的组成部分。这两个互补的核苷酸配对在一起，形成双链 RNA 结构。这种配对将起始密码子带入核糖体的 P 位点。第一个氨基酸与 P 位点结合。核糖体由三个活性位点组成：A 位点、P 位点和 E 位点。除第一个氨酰基 tRNA 外，传入的氨酰基 tRNA 与 A 位点结合。肽键的形成发生在 P 位点。不带电 tRNA 的出口位点是 E 位点。

图 1：原核生物 70S 核糖体中的转录起始

两个伸长因子是EF-G和EF-Tu。翻译延长直到核糖体到达三个终止密码子之一：UAA、UGA、UAG。 tRNA 以外的释放因子识别终止密码子。在 A 位点具有终止密码子的 mRNA 称为终止复合物。可以识别三个释放因素：RF1、RF2 和 RF3。 RF1和RF2识别UAA/UAG和UAA/UGA并水解肽基-tRNA中的酯键以释放新生的多肽链。 RF3催化RF1和RF2的释放。一旦新的蛋白质释放，核糖体就会进行再循环。核糖体再循环因子和 EF-G 参与从核糖体中释放 mRNA 和 tRNA 以及将 70S 核糖体解离成 30S 和 50S 亚基。 IF3 通过替换去酰化的 tRNA 来释放 mRNA。

当细菌进入稳定期时，核糖体的二聚化会下调翻译。 RMF、HPF 和 YfiA 促进核糖体二聚化。核糖体解离因子是 RsfA 和 HflX。

什么是真核翻译

翻译是真核基因表达的第二步，是与真核转录不同的事件。转录和翻译发生在真核生物的两个不同的隔室中。因此，这两个过程不能同时发生。真核 mRNA 是单顺反子，在细胞核中通过添加 5' 帽、poly A 尾和剪接出内含子，然后将它们释放到细胞质中进行加工。核糖体暂停还通过核糖体上新合成的多肽链的共翻译折叠来影响翻译。此过程会延迟翻译，从而为翻译留出时间。

真核 mRNA 由 5' 帽和聚 A 尾组成。因此，翻译的起始以两种不同的方式发生：依赖帽的起始和不依赖帽的起始。在帽依赖性起始过程中，起始因子与 mRNA 的 5' 末端结合。这些起始因子将 mRNA 保持在核糖体的小亚基中。在与帽无关的起始过程中，内部核糖体进入位点允许核糖体通过直接结合运输到起始位点。在真核生物中，第一个结合氨基酸是甲硫氨酸。 40S 亚基与 60S 亚基结合形成 80S 核糖体。

真核翻译涉及两个延伸因子：eEF-1 和 eEF-2。伸长以与原核生物类似的方式发生。翻译的终止也与原核系统中的相同。但是通用释放因子 eRF1 能够识别所有三个终止密码子。释放因子 eRF3 帮助 eRF1 释放多肽链。翻译的基本步骤如图 2 所示。

图 2：广义翻译

原核和真核翻译的区别

定时

原核翻译： 原核转录和翻译是同步过程。

真核翻译： 真核转录和翻译是不连续的过程。

核糖体

原核翻译： 30S 和 50S = 70S 核糖体

真核翻译： 40S 和 60S = 80S 核糖体

信使 RNA 来源

原核翻译： 核糖体 mRNA 存在于细胞质中。 mRNA是多顺反子的。

真核翻译： 真核 mRNA 存在于细胞核中。在转录后修饰后，它们通过核孔释放到细胞质中。 mRNA是单顺反的。

mRNA的寿命

原核翻译： mRNA 不稳定，可以存活几秒钟到两分钟。

真核翻译： mRNAs非常稳定，可以存活大约几小时到几天。

地点

原核翻译： 这是由细胞质中的 70S 核糖体完成的。

真核翻译： 这是由与 ER 相连的 80S 核糖体执行的。

细胞周期中的定位

原核翻译： 发生没有确定的阶段。

真核翻译： 这发生在细胞周期的 G1 和 G2 阶段。

未翻译区域中的序列

原核翻译： Shine-Dalgarno 序列位于 5' UTR，起始密码子上游约 10 个核苷酸。

真核翻译： Kozak 序列位于 5' UTR，位于 stat 密码子上游的几个核苷酸。

翻译启动

原核翻译： 帽独立启动。

真核翻译： 帽依赖性和帽非依赖性启动。

启动因素

原核翻译： 涉及三个起始因子：IF1、IF2 和 IF3。

真核翻译： 涉及九个起始因子：elF 1、2、3、4A、4B、4C、4D、5和6。

第一氨基酸

原核翻译： N-甲酰甲硫氨酸是添加到多肽链的第一个氨基酸。

真核翻译： 甲硫氨酸是添加到多肽链的第一个氨基酸。

伸长系数

原核翻译： 涉及两个伸长率因子：EF-G 和 EF-Tu。

真核翻译： 涉及两个伸长率因子：eEF-1 和eEF-2。

速度

原核翻译： 原核翻译是一个更快的过程，每秒添加 20 个氨基酸。

真核翻译： 真核翻译是一个较慢的过程，每秒增加一个氨基酸。

第一氨基酸的命运

原核翻译： 从第一个氨基酸中去除甲酰基，在多肽链中保留甲硫氨酸。

真核翻译： 从多肽链中去除整个甲硫氨酸。

释放因子

原核翻译： 涉及两个已发布的因素：RF1（用于 UAG 和 UAA）和 RF2（用于 UAA 和 UGA）。

真核翻译： 涉及单个释放因子：eRF1。

结论

翻译是合成蛋白质作为基因表达的第二步的普遍过程。原核和真核核糖体都以基本相似的方法解码 mRNA。核糖体是蛋白质合成的机器。所有二十种必需氨基酸在原核和真核翻译过程中都是共享的。这两个过程都发生在细胞质中，完成四个过程：起始、延伸、易位和终止。 tRNA 带来正确的氨基酸，使两个氨基酸之间形成肽键。原核翻译和真核翻译之间的主要区别在于，原核翻译是与转录同时进行的过程，而真核翻译则是与其转录分离的过程。

参考资料： 1. “原核翻译”。维基百科，免费百科全书，2016 年。2017 年 2 月 26 日访问 2.“真核翻译”。维基百科，免费百科全书，2016 年。2017 年 2 月 26 日访问 3.“原核和真核翻译之间的差异”。 EASY BIOLOGY CLASS, 2017. 2017 年 2 月 26 日访问 4. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L “真核蛋白质合成不同于原核蛋白质合成主要在翻译起始”。生物化学。第 5 版。第 29.5 节，2002 年纽约：W H Freeman，纽约。 NCBI 书架。 2017 年 2 月 26 日访问

图片提供：1. David Goodsell 撰写的“121-70SRRibosomes 启动”——本月 RCSB PDB 分子（CC BY 3.0），来自 Commons Wikimedia 2. LadyofHats 的“TRNA 核糖体图”——来自 Commons Wikimedia 的自己的作品（公共领域）