Hlavný rozdiel - gén vs proteín

Gén a proteín sú dve funkčne súvisiace entity nachádzajúce sa v bunke. Gény sú spravidla kúsky DNA. DNA je genetickým materiálom väčšiny organizmov. DNA je transkribovaná do mRNA; mRNA preložená do proteínov je súhrnne známa ako centrálna dogma molekulárnej biológie. Gény sú teda zodpovedné za produkciu bielkovín v bunke. The hlavný rozdiel medzi génom a proteínom je to gén je zodpovedný za stanovenie sekvencie aminokyselín funkčného proteínu, zatiaľ čo proteín slúži ako štrukturálna, funkčná a regulačná zložka bunky.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo je to gén - Definícia, štruktúra, úloha 2. Čo je to proteín - Definícia, štruktúra, úloha 3. Aké sú podobnosti medzi génom a proteínom - Prehľad bežných funkcií 4. Aký je rozdiel medzi génom a proteínom - Porovnanie kľúčových rozdielov

Kľúčové pojmy: aminokyseliny, kódujúca sekvencia, gén, génová expresia, proteín, regulačná sekvencia

Čo je to gén

Gén sa týka oblasti (lokusu) chromozómu, ktorá kóduje špecifický proteín. Gén je identifikovaný ako molekulárna jednotka dedičnosti. Moderný koncept génu pochádza zo štúdií o dedičnosti charakteristík Gregora Mendela v 60. rokoch 19. storočia. Ľudský genóm sa zvyčajne skladá z asi 20 000 génov.

Štruktúra génu pozostáva z dvoch segmentov: kódujúcej sekvencie a regulačnej sekvencie. Postupnosť kódovania pozostáva z exónov a intrónov v eukaryotických génoch. Prokaryotom chýbajú intróny, ktoré prerušujú kódujúcu sekvenciu konkrétneho proteínu. Prokaryotické gény sú teda kratšie ako eukaryotické gény. V eukaryotoch sa intróny odstránia pri následnom zostrihu exónov počas syntézy bielkovín. Alternatívnym zostrihom kódujúcej sekvencie jedného génu v eukaryotoch je teda možné vyrobiť viac proteínov. Kódujúca sekvencia génu je lemovaná nepreloženými oblasťami (5 'UTR a 3' UTR). The regulačná sekvencia génu sa skladá z promótorovej oblasti, zosilňovačov a inhibítorov. V prokaryotoch tvorí skupina funkčne príbuzných génov operón. Operón má viacero sekvencií kódujúcich proteín, ktoré sú transkribované spoločne. Niektoré vírusy sú úplne tvorené genómami RNA. Produkcia aminokyselinovej sekvencie funkčného proteínu je známa ako génová expresia. Génová expresia môže byť regulovaná buď na transkripčnej úrovni alebo na translačnej úrovni. Ich gény sa nazývajú gény RNA. Štruktúra eukaryotického génu a expresia génu sú znázornené na obrázku 1.

Obrázok 1: Eukaryotická génová expresia

Organizmy počas reprodukcie dedia po rodičoch kompletný súbor génov. Mutácie konkrétneho génu vedú k variantom rovnakého génu známemu ako alely. Alely produkujú variácie znaku génu v populácii. Alely sú buď dominantné alebo recesívne alely. Väčšina alel podlieha mendelovskej dedičnosti.

Čo je to proteín

Proteín je veľká dusíkatá organická zlúčenina zložená z jedného alebo dvoch reťazcov aminokyselín. Stavebnými kameňmi proteínu sú teda aminokyseliny. Proteín sa skladá z alternatívnej sústavy univerzálnych aminokyselín. Peptidové väzby sa tvoria medzi aminoskupinami a skupinami karboxylových kyselín susedných aminokyselín a tvoria sekvenciu aminokyselín. Proteíny sa preto nazývajú polypeptidy. To znamená, že proteín je polymér. Polypeptid obvykle pozostáva z 50 - 2 000 aminokyselín. Štruktúra primárneho proteínu je znázornená na obrázku 2.

Obrázok 2: Štruktúra primárneho proteínu

K syntéze bielkovín dochádza v dôsledku génová expresia. Transkripcia a translácia sú dva kroky syntézy bielkovín. Štúdium štruktúry a funkcie týchto bielkovín sa nazýva proteomika. Proteíny sú však veľmi komplexný a dynamický typ molekúl. Typický proteín pozostáva zo štyroch štruktúrnych úrovní: primárnej, sekundárnej, terciárnej a kvartérnej. Rôzne kombinácie aminokyselín dodávajú proteínom rôzne vlastnosti. Ľudia majú 20 000 až 25 000 génov kódujúcich proteíny. Možno z nich syntetizovať asi 2 milióny rôznych typov bielkovín. Ľudské telo však obsahuje asi 50 000 bielkovín. Zvyšok bielkovín sa konzumuje prostredníctvom stravy. Štyri štruktúrne hladiny typického proteínu sú znázornené na obrázku 3.

Obrázok 3: Štrukturálne hladiny proteínu

Dve formy proteínu v potravinách sú kompletné a neúplné bielkoviny. Kompletný proteín pozostáva zo všetkých dvadsiatich esenciálnych aminokyselín, zatiaľ čo neúplný proteín má iba niektoré z nich. Tieto proteíny sa počas trávenia rozkladajú na aminokyseliny a aminokyseliny sa transportujú do buniek krvou. Proteíny sú štrukturálnou zložkou bunky. Tiež regulujú funkcie tela tým, že pôsobia ako hormóny a enzýmy. Slúžia tiež ako transport molekúl. Hemoglobín je napríklad proteín, ktorý transportuje kyslík do celého tela. Proteíny tiež produkujú molekuly imunitného systému.

Podobnosti medzi génom a proteínom

Rozdiel medzi génom a proteínom

Definícia

Gén: Gén je oblasť (lokus) chromozómu, ktorá kóduje špecifický proteín.

Bielkoviny: Proteín je veľká dusíkatá organická zlúčenina zložená z jedného alebo dvoch reťazcov aminokyselín.

Význam

Gén: Gén je kus DNA alebo RNA.

Bielkoviny: Proteín je polypeptid.

Zloženie

Gén: Gén sa skladá z nukleotidov DNA alebo RNA nukleotidov.

Bielkoviny: Proteín sa skladá z aminokyselín.

Zodpovedný za

Gén: Gene je zodpovedný za určenie genotypu.

Bielkoviny: Proteín je zodpovedný za stanovenie fenotypu.

Funkcia

Gén: Gén je zodpovedný za produkciu funkčného proteínu.

Bielkoviny: Proteín slúži ako štruktúrna, funkčná a regulačná zložka bunky.

Záver

Gén a proteín sú dve entity nachádzajúce sa vo vnútri bunky. Gén je kus DNA tvorený nukleotidmi. Gény sú kódované pre funkčné proteíny. Proteíny slúžia ako štrukturálna, funkčná a regulačná zložka bunky. Bielkoviny sú tvorené aminokyselinami. Hlavným rozdielom medzi génom a proteínom je úloha každej entity vo vnútri bunky.

Referencia:

1. „Čo je to gén? - Úvod do genetiky. “ Americká národná knižnica medicíny, Národné ústavy zdravia, K dispozícii tu. 2. „Čo sú to proteíny a na čo slúžia? - Úvod do genetiky. “ Americká národná knižnica medicíny, Národné ústavy zdravia, K dispozícii tu.

Obrázok so súhlasom:

1. „Komentár k eukaryote 2 génovej štruktúry“ od Thomas Shafee - Shafee T, Lowe R (2017). „Eukaryotická a prokaryotická génová štruktúra“. WikiJournal of Medicine 4 (1). DOI: 10,15347/wjm/2017,002. ISSN 20024436. (CC BY 4.0) cez Commons Wikimedia 2. „Primárna štruktúra proteínu“ od Národného ústavu pre výskum genómu -(verejná doména) cez Commons Wikimedia 3. „Proteínová štruktúra“ od NHGRI -s láskavým dovolením: Národný ústav pre výskum genómu pre ľudí (Public Domain) prostredníctvom Commons Wikimedia