I cromosomi sono lunghe molecole che contengono milioni di coppie di basi, che costituiscono un singolo cromosoma. La maggior parte di questi sono speciali; sono conosciuti come geni. Quando un gene viene espresso, viene prodotta una proteina specifica. Il primo passo è la trascrizione. Gli enzimi utilizzano uno dei filamenti di DNA contenuti all'interno di un gene come modello per creare un RNA messaggero (noto anche come mRNA). La trascrizione è il processo di base che si verifica sia nella trascrizione procariotica che eucariotica.
Trascrizione procariotica vs eucariotica
La differenza tra la trascrizione procariotica e la trascrizione eucariotica è che il processo di trascrizione procariotica avviene nel citoplasma, mentre il processo di trascrizione eucariotica avviene nel nucleo. Il procariotico è lo stadio semplice in cui c'è il DNA che viene trascritto nell'RNA, che è perfettamente funzionante che viene tradotto in proteine, mentre negli eucarioti il primo RNA che viene prodotto è chiamato RNA prematuro, che non ha la capacità di produrre proteine allora e là così, quindi ci sono modifiche chiamate splicing, 5 cappucci terminali principali e 3 estensioni principali.
Nella trascrizione e nella traduzione procariotica, entrambe avvengono contemporaneamente, quindi c'è una piccola quantità di elaborazione dell'mRNA. L'enzima RNA polimerasi è necessario per completare efficacemente la trascrizione procariotica. L'enzima è composto da cinque subunità, che si legano al fattore σ e alla regione del promotore prima che la trascrizione venga avviata dall'oloenzima.
Nella trascrizione eucariotica, c'è un'ampia elaborazione dell'mRNA, cioè rimozione di introni e aggiunta di esoni, l'aggiunta di 5 cappucci e l'aggiunta di code di poli-a. Negli eucarioti esistono in totale cinque diversi tipi di RNA polimerasi, ciascuno dei quali è specificamente progettato per soddisfare un determinato bisogno trascrizionale e comprende tra 10 e 17 subunità.
Tabella di confronto tra trascrizione procariotica ed eucariotica
| Parametri di confronto | Trascrizione procariotica | Trascrizione eucariotica |
| Sito di trascrizione | La trascrizione avviene nel citoplasma. | La trascrizione avviene all'interno del nucleo. |
| Associazione di traduzione | Trascrizione e traduzione accoppiate. | La trascrizione e la traduzione accoppiate non sono possibili. |
| RNA polimerasi | Una singola RNA polimerasi sintetizza tutti i tipi di RNA. | Tre tipi di RNA polimerasi. |
| Iniziazione | In genere non sono necessarie proteine. | Richiede proteine chiamate fattori di trascrizione. |
| Unità trascrizionale | policistronico | monocistronico |
Cos'è la trascrizione procariotica?
La trascrizione procariotica spesso coinvolge diversi geni, risultando in mRNA policistronici che specificano più proteine in una singola molecola. Trascrizioni multiple e processi di traduzione che si verificano contemporaneamente sullo stesso modello di DNA possono aumentare rapidamente il livello intracellulare di una proteina batterica.
La trascrizione procariotica procede in tre fasi: iniziazione, allungamento, conclusione. E questo processo è guidato dall'enzima RNA polimerasi DNA dipendente, che trascrive il DNA. L'RNA polimerasi è un enzima centrale che ha diverse subunità. Ha subunità α, α, β e β. Inoltre, affinché questo enzima funzioni, ci sono fattori sigma.
Un promotore è una sequenza di DNA a cui il macchinario di trascrizione si attacca e utilizza per iniziare la trascrizione. Ci sono due sequenze consenso promotore situate nelle regioni -10 e -35 a monte del sito di partenza, che è la stessa in tutti i promotori e le specie batteriche. TATA è la sequenza di consenso -10, spesso nota come regione -10. La sequenza -35 è riconosciuta e vincolata da TTGACA.
La polimerasi si interrompe quando non è in grado di sintetizzare. Una volta che la polimerasi è stata sintetizzata, cioè vengono sintetizzati i nucleotidi di soglia 10+, si parla di iniziazione riuscita. L'allungamento è il processo mediante il quale l'mRNA viene prodotto a una velocità di 40 nucleotidi al secondo nella direzione da 5' a 3'. L'mRNA può essere rilasciato attraverso la cessazione dell'interazione della proteina rho o la produzione di mRNA.
Cos'è la trascrizione eucariotica?
La trascrizione degli eucarioti è molto più complicata di quella dei procarioti. A differenza della RNA polimerasi batterica, può formare da sola una connessione con lo stampo del DNA. Gli eucarioti necessitano di diverse proteine aggiuntive note come fattori di trascrizione per legarsi prima alla regione del promotore e quindi aiutare nella selezione della polimerasi corretta.
Gli eucarioti hanno 3 enzimi RNA polimerasi. L'RNA polimerasi 2 è un importante enzima polimerasi coinvolto nella trascrizione dell'mRNA negli eucarioti. Per raggiungere lo stampo del DNA, ogni RNA polimerasi eucariotica ha bisogno di una raccolta unica di fattori di trascrizione. Il processo di allungamento di una trascrizione richiede molto tempo. Quando il DNA a doppio filamento entra nell'enzima dalla parte anteriore, viene decompresso per fare spazio al filamento modello di RNA. Un ibrido, RNA: coppia di basi del DNA, viene generato estremamente rapidamente per ogni coppia di basi del DNA separata dalla polimerasi che avanza.
I filamenti di DNA e la catena di RNA nascente escono tramite canali separati; i due filamenti di DNA si riuniscono all'estremità finale della bolla di trascrizione, mentre l'RNA a singolo filamento esce da solo all'estremità iniziale della bolla di trascrizione. Quando la trascrizione è terminata, l'RNA polimerasi viene rilasciata dal suo DNA stampo, provocando la dissociazione dell'intera trascrizione dallo stampo e il rilascio. Ciascuna delle tre RNA polimerasi passa attraverso un processo di trasformazione unico.
Principali differenze tra trascrizione procariotica ed eucariotica
Conclusione
La chimica di base del processo è la stessa in entrambi i casi. L'RNA è il prodotto finale della trascrizione sia nei procarioti che negli eucarioti, anche se i processi di trascrizione differiscono. I procarioti e gli eucarioti usano l'RNA polimerasi come catalizzatore per stimolare la sintesi dell'RNA.
Nei procarioti, la replicazione e la trascrizione del DNA e la traduzione dell'RNA avvengono in un unico compartimento (organismi privi di membrana nucleare). Tutti e tre i processi hanno la capacità di verificarsi una volta. Negli eucarioti (organismi con una membrana nucleare), la replicazione e la trascrizione del DNA avvengono nel nucleo, mentre la sintesi proteica avviene nel citoplasma. L'RNA deve prima passare attraverso la membrana nucleare prima di poter essere tradotto. Ciò significa che la trascrizione e la traduzione sono fisicamente separate.
