تخليق البروتين في بدائيات النوى مقابل حقيقيات النوى
تخليق البروتين خطواته بالترتيب بطريقة متسلسلة للغاية داخل كل خلية من الكلمة البيولوجية بأكملها ، ولكن هناك هويات صغيرة في كل منها. ومع ذلك ، هناك اختلافات كبيرة للغاية بين مسارات تخليق البروتين بدائية النواة وحقيقية النواة ، على الرغم من أن النتيجة النهائية هي دائمًا بروتين في كلتا الحالتين. يمكن أن تكون مكونات هذين النوعين من الخلايا هي السبب الرئيسي لاختلاف تلك الخلايا عن بعضها البعض. ومع ذلك ، فإن الخطوات الرئيسية للنسخ ومعالجة الحمض النووي الريبي والترجمة هي نفسها في كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى.يتم تقديم حساب عام حول تخليق البروتين في هذه المقالة متبوعًا بمناقشات سهلة الفهم حول الاختلافات الجوهرية الرئيسية بين بعضها البعض.
تخليق البروتين
تخليق البروتين هو عملية بيولوجية تحدث داخل خلايا الكائنات الحية في ثلاث خطوات رئيسية تُعرف باسم النسخ ، ومعالجة الحمض النووي الريبي ، والترجمة. في خطوة النسخ ، يتم نسخ تسلسل النوكليوتيدات للجين في خيط DNA إلى RNA. هذه الخطوة الأولى تشبه إلى حد كبير تكرار الحمض النووي باستثناء أن النتيجة هي حبلا على الحمض النووي الريبي في تخليق البروتين. يتم تفكيك خيط الحمض النووي باستخدام إنزيم هليكاز الحمض النووي ، ويتم إرفاق بوليميراز الحمض النووي الريبي في المكان المحدد لبداية الجين المعروف باسم المروج ، ويتم تصنيع حبلا الحمض النووي الريبي على طول الجين. يُعرف حبلا RNA الذي تم تشكيله حديثًا باسم messenger RNA (mRNA).
يأخذ حبلا mRNA تسلسل النيوكليوتيدات إلى الريبوسومات لمعالجة الحمض النووي الريبي. سوف تتعرف جزيئات الحمض النووي الريبي (نقل الحمض النووي الريبي) المحددة على الأحماض الأمينية ذات الصلة في السيتوبلازم.بعد ذلك ، يتم ربط جزيئات الحمض النووي الريبي (tRNA) بالأحماض الأمينية المحددة. في كل جزيء tRNA ، هناك سلسلة من ثلاثة نيوكليوتيدات. يتم توصيل الريبوسوم الموجود في السيتوبلازم بحبل الرنا المرسال ، ويتم تحديد كودون البداية (المحفز). يتم نقل جزيئات الحمض النووي الريبي مع النيوكليوتيدات المقابلة لتسلسل الرنا المرسال إلى الوحدة الفرعية الكبيرة للريبوسوم. عندما تصل جزيئات الحمض النووي الريبي (tRNA) إلى الريبوسوم ، يرتبط الحمض الأميني المقابل بالحمض الأميني التالي في التسلسل من خلال رابطة الببتيد. تُعرف هذه الخطوة الأخيرة بالترجمة ؛ في الواقع ، هذا هو المكان الذي يتم فيه تخليق البروتين الفعلي.
يتم تحديد شكل البروتين من خلال الأنواع المختلفة من الأحماض الأمينية في السلسلة ، والتي تم ربطها بجزيئات الحمض الريبي النووي النقال ، ولكن الحمض النووي الريبي (tRNA) خاص بتسلسل الرنا المرسال. ومن ثم ، فمن الواضح أن جزيئات البروتين تصور المعلومات المخزنة في جزيء الحمض النووي. ومع ذلك ، يمكن أن يبدأ تخليق البروتين من حبلا الحمض النووي الريبي ، كذلك.
ما هو الفرق بين تخليق البروتين في بدائية النواة وحقيقية النواة؟
• مع حدوث خطوة النسخ ، تكون الريبوسومات قادرة على الارتباط بحبال mRNA المتكون في بدائيات النوى لأنها لا تحتوي على غلاف نووي لإحاطة الأحماض النووية. ومع ذلك ، يمكن أن يرتبط mRNA بالريبوسومات بعد نقل الخيط خارج النواة في حقيقيات النوى.
• لذلك ، يتضح أن خطوة الترجمة للعملية قد بدأت بالفعل قبل اكتمال النسخ في بدائيات النوى ، بينما تحدث الخطوتان بعيدًا في حقيقيات النوى. بعبارة أخرى ، لا تتم معالجة الحمض النووي الريبي (RNA) في تخليق بدائيات النواة ، ولكنها تحدث في عملية حقيقية النواة.
• يتم التعبير عن جين واحد فقط في عملية كاملة واحدة من تخليق البروتين في حقيقيات النوى بينما غالبًا ما يتم التعبير عن العديد من الجينات في تخليق البروتين البكتيري (بدائية النواة) من خيط واحد من الرنا المرسال. بعبارة أخرى ، يمكن التعبير عن الجينات العنقودية (المعروفة باسم Operons) بدائيات النوى ولكن لا يمكن التعبير عن حقيقيات النوى.
• هناك تسلسلات DNA غير مشفرة في الأحماض النووية حقيقية النواة المعروفة باسم الإنترونات ولكن ليس في بدائيات النوى. يزيل الرنا المرسال في حقيقيات النوى الإنترونات من حبلاها قبل مغادرة النواة ، وهو ما يتناقض مع التكوين البسيط لخيط الرنا المرسال في بدائيات النوى.
