Διαφορά μεταξύ μεταγραφής και αντίστροφης μεταγραφής

Κύρια διαφορά – Μεταγραφή έναντι αντίστροφης μεταγραφής

Η μεταγραφή και η αντίστροφη μεταγραφή είναι δύο κυτταρικοί μηχανισμοί που περιλαμβάνουν την κωδικοποίηση γενετικού υλικού σε άλλα νουκλεϊκά οξέα. Η κύρια διαφορά μεταξύ μεταγραφής και αντίστροφης μεταγραφής είναι ότι μεταγραφή είναι η κωδικοποίηση του γονιδιώματος DNA σε μόρια RNA ενώ η αντίστροφη μεταγραφή είναι η κωδικοποίηση του γονιδιώματος RNA σε μόρια DNA . mRNA, tRNA ή rRNA μπορούν να παραχθούν κατά τη μεταγραφή. Το cDNA παράγεται κατά τη διάρκεια της αντίστροφης μεταγραφής. Η RNA πολυμεράση εμπλέκεται στη μεταγραφή ενώ η αντίστροφη μεταγραφάση εμπλέκεται στην αντίστροφη μεταγραφή ως ένζυμα. Η μεταγραφή συμβαίνει τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες ενώ η αντίστροφη μεταγραφή συμβαίνει κυρίως σε ιούς RNA.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Μεταγραφή
     – Ορισμός, Μηχανισμός, Σημασία
2. Τι είναι η Αντίστροφη Μεταγραφή
     – Ορισμός, Μηχανισμός, Σημασία
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ μεταγραφής και αντίστροφης μεταγραφής
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μεταγραφής και αντίστροφης μεταγραφής
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:DNA, γονιδίωμα ξενιστή, mRNA, αντίστροφη μεταγραφή, RNA, RNA πολυμεράση, μεταγραφή

Τι είναι η Μεταγραφή

Η μεταγραφή περιλαμβάνει τη δημιουργία αντιγράφου γενετικών πληροφοριών που είναι αποθηκευμένες στα γονιδιώματα του DNA σε μια συμπληρωματική αλυσίδα RNA. Η RNA πολυμεράση είναι το ένζυμο που εμπλέκεται στη μεταγραφή. Η μεταγραφή είναι συμπληρωματική και αντιπαράλληλη προς το πρότυπο. Ο κύριος τύπος RNA που παράγεται είναι το mRNA. Τα mRNA παράγονται από τη μεταγραφή γονιδίων που κωδικοποιούνται για πρωτεΐνες. Αυτό το mRNA αποκωδικοποιείται κατά τη διάρκεια της πρωτεϊνικής σύνθεσης για να παραχθεί μια αλληλουχία αμινοξέων μιας λειτουργικής πρωτεΐνης. Επιπλέον, τα tRNA και rRNA, τα οποία βοηθούν στη σύνθεση πρωτεϊνών, μεταγράφονται επίσης. Η μεταγραφή εμφανίζεται στην εικόνα 1 .

Εικόνα 1:Μεταγραφή

Μηχανισμός Μεταγραφής

Στην προκαρυωτική και ευκαρυωτική μεταγραφή, ο αντιπληροφοριακός κλώνος μεταγράφεται στο mRNA στην κατεύθυνση 5' προς 3'. Η RNA πολυμεράση δεν χρειάζεται εκκινητές RNA για την έναρξη της μεταγραφής. Τα τέσσερα βήματα που εμπλέκονται στη διαδικασία μεταγραφής είναι η έναρξη, η διαφυγή του υποκινητή, η επιμήκυνση και ο τερματισμός.

Έναρξη

Η μεταγραφή ξεκινά με τη δέσμευση της RNA πολυμεράσης στον προαγωγέα του γονιδίου με τη βοήθεια σχετικών πρωτεϊνών που ονομάζονται παράγοντες μεταγραφής. Οι έξι μεταγραφικοί παράγοντες που σχετίζονται με την RNA πολυμεράση σε ευκαρυώτες είναι οι TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF και TFIIH. Η έναρξη της μεταγραφής ρυθμίζεται από ενεργοποιητές και καταστολείς.

Διαφυγή προωθητή

Μερικά νουκλεοτίδια προστίθενται στον νέο κλώνο μετά τον σχηματισμό του συμπλέγματος έναρξης μεταγραφής και η RNA πολυμεράση διαφεύγει από τον προαγωγέα.

Επιμήκυνση

Το σύμπλεγμα επιμήκυνσης μεταγραφής σχηματίζεται αμέσως μετά τη διαφυγή του υποκινητή. Η RNA πολυμεράση διασχίζει τον αντιπληροφοριακό κλώνο DNA και προσθέτει νουκλεοτίδια συμπληρωματικά στο εκμαγείο, παράγοντας τον νέο κλώνο RNA. Οι πρόδρομες ουσίες νουκλεοτιδίων που χρησιμοποιούνται είναι η αδενίνη, η ουρακίλη, η κυτοσίνη και η γουανίνη.

Τερματισμός

Η κύρια μεταγραφή αποκόπτεται από το πρότυπο στην τοποθεσία τερματισμού μεταγραφής για τον τερματισμό της διαδικασίας. Στους ευκαρυώτες, η διάσπαση ακολουθείται από μετα-μεταγραφικές τροποποιήσεις, όπως πολυαδενυλίωση, κάλυψη άκρου 5' και μάτισμα από ιντρόνια.

Τι είναι η Αντίστροφη Μεταγραφή

Η αντίστροφη μεταγραφή αναφέρεται στην αντίστροφη διαδικασία της κανονικής μεταγραφής κατά την οποία το πρότυπο RNA αντιγράφεται για να σχηματίσει ένα μόριο cDNA σε ρετροϊούς. Ξεκινά με την είσοδο ιικών σωματιδίων στον ξενιστή. Ως εκ τούτου, η αντίστροφη μεταγραφή λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα του ξενιστή. Το παραγόμενο cDNA ενσωματώνεται στο γονιδίωμα του ξενιστή για την αντιγραφή και την πρωτεϊνοσύνθεση. Ο κύριος τύπος ενζύμου που εμπλέκεται στη διαδικασία είναι η ανάστροφη μεταγραφάση. Ο μηχανισμός της αντίστροφης μεταγραφής φαίνεται στο σχήμα 2 .

Εικόνα 2:Αντίστροφη μεταγραφή

Μηχανισμός αντίστροφης μεταγραφής

1. Το lysyl tRNA που δρα ως εκκινητής για την αντίστροφη μεταγραφή συνδέεται με τη θέση δέσμευσης εκκινητή (PBS) του γονιδιώματος RNA.
2. Η αντίστροφη μεταγραφάση προσθέτει νουκλεοτίδια στο 3' άκρο του εκκινητή, συνθέτοντας μη κωδικοποιητικές (U5) και R περιοχές του ιικού RNA.
3. Ο τομέας RNAse H της αντίστροφης μεταγραφάσης υποβαθμίζει τους τομείς U5 και R από το γονιδίωμα RNA.
4. Ο εκκινητής "πηδά" στο 3' άκρο του γονιδιώματος RNA, υβριδίζοντας το νεοσυντιθέμενο DNA με την περιοχή R του 3' άκρου του γονιδιώματος.
5. Όλες οι αλληλουχίες εκτός από την περιοχή PP αποκόπτονται από τη δραστηριότητα της RNAse H.
6. Το cDNA συντίθεται από το ένζυμο της αντίστροφης μεταγραφάσης, προσθέτοντας συμπληρωματικά νουκλεοτίδια στη νέα αλυσίδα.
7. Το tRNA έχει υποβαθμιστεί.
8. Κατά τη διάρκεια της σύνθεσης του δεύτερου κλώνου, εμφανίζεται ένα άλλο "άλμα", υβριδίζοντας το PBS από το δεύτερο σκέλος με το συμπληρωματικό PBS στον πρώτο κλώνο.
9. Η σύνθεση και των δύο κλώνων ολοκληρώνεται με τη συνάρτηση DNAP της αντίστροφης μεταγραφάσης.

Ομοιότητες μεταξύ μεταγραφής και αντίστροφης μεταγραφής

• Η μεταγραφή και η αντίστροφη μεταγραφή είναι δύο μηχανισμοί κωδικοποίησης γενετικού υλικού σε άλλα νουκλεϊκά οξέα.
• Τόσο η μεταγραφή όσο και η αντίστροφη μεταγραφή διαμεσολαβούνται από ένζυμα.
• Οι πρόδρομες ουσίες νουκλεοτιδίων που χρησιμοποιούνται είναι η αδενίνη, η ουρακίλη, η κυτοσίνη και η γουανίνη τόσο στη μεταγραφή όσο και στην αντίστροφη μεταγραφή.
• Το γινόμενο τόσο της μεταγραφής όσο και της αντίστροφης μεταγραφής είναι συμπληρωματικό και αντιπαράλληλο προς το πρότυπο.

Διαφορά μεταξύ μεταγραφής και αντίστροφης μεταγραφής

Ορισμός

Μεταγραφή: Η μεταγραφή είναι η διαδικασία αντιγραφής των γενετικών πληροφοριών που είναι αποθηκευμένες σε ένα γονιδίωμα DNA σε έναν συμπληρωματικό κλώνο RNA.

Αντίστροφη μεταγραφή: Η αντίστροφη μεταγραφή αναφέρεται στην αντίστροφη διαδικασία της κανονικής μεταγραφής κατά την οποία το πρότυπο RNA αντιγράφεται για να σχηματίσει ένα μόριο cDNA σε ρετροϊούς.

Τύπος κωδικοποίησης

Μεταγραφή: Η μεταγραφή είναι η κωδικοποίηση του γονιδιώματος του DNA σε RNA.

Αντίστροφη μεταγραφή: Η αντίστροφη μεταγραφή είναι η κωδικοποίηση του γονιδιώματος RNA σε cDNA.

Εμφάνιση

Μεταγραφή: Η μεταγραφή λαμβάνει χώρα τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες.

Αντίστροφη μεταγραφή: Η αντίστροφη μεταγραφή λαμβάνει χώρα σε ρετροϊούς.

Τοποθεσία

Μεταγραφή: Η μεταγραφή λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα των προκαρυωτών και στον πυρήνα των ευκαρυωτικών.

Αντίστροφη μεταγραφή: Η αντίστροφη μεταγραφή λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα του ξενιστή.

Τύποι ενζύμων

Μεταγραφή: Η RNA πολυμεράση εμπλέκεται στη μεταγραφή.

Αντίστροφη μεταγραφή: Η αντίστροφη μεταγραφάση εμπλέκεται στην αντίστροφη μεταγραφή.

Primer

Μεταγραφή: Κανένας εκκινητής δεν χρησιμοποιείται από την RNA πολυμεράση στη μεταγραφή.

Αντίστροφη μεταγραφή: Το Lysyl tRNA δρα ως εκκινητής για την ανάστροφη μεταγραφάση.

Πρότυπο 

Μεταγραφή: Η μεταγραφή πλαισιώνεται από 5' UTR, 3' UTR και μια ουρά πολυ-Α.

Αντίστροφη μεταγραφή: Η μεταγραφή πλαισιώνεται από μακριές τερματικές επαναλήψεις (LTRs).

Σημασία

Μεταγραφή: Τα προϊόντα της μεταγραφής χρησιμοποιούνται στην πρωτεϊνοσύνθεση.

Αντίστροφη μεταγραφή: Τα προϊόντα της αντίστροφης μεταγραφής ενσωματώνονται στο γονιδίωμα του ξενιστή.

Συμπέρασμα

Η μεταγραφή και η αντίστροφη μεταγραφή είναι δύο μέθοδοι που εμπλέκονται στην κωδικοποίηση γενετικού υλικού σε άλλες μορφές νουκλεϊκών οξέων. Η μεταγραφή κωδικοποιεί το γονιδίωμα του DNA σε μόρια RNA που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη σύνθεση πρωτεϊνών. Η αντίστροφη μεταγραφή κωδικοποιεί γονιδιώματα RNA σε cDNA που μπορεί να ενσωματωθεί στο γονιδίωμα του ξενιστή. Η μεταγραφή λαμβάνει χώρα τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες ενώ η αντίστροφη μεταγραφή συμβαίνει κυρίως σε ρετροϊούς με γονιδιώματα RNA.

Αναφορά:

1. Coffin, John M. «Transcription». Retroviruses., U.S. National Library of Medicine, 1 Ιανουαρίου 1997, Διαθέσιμο εδώ.
2. Coffin, John M. “Overview of Reverse Transcription”. Retroviruses., U.S. National Library of Medicine, 1 Ιανουαρίου 1997, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Μεταγραφή DNA» Από εκ νέου επεξεργασία και διανυσματική επεξεργασία από τον εαυτό μου – Εθνικό Ινστιτούτο Ερευνών Ανθρώπινου Γονιδιώματος, (Δημόσιος Τομέας) μέσω του Commons Wikimedia
2. «Αντίστροφη μεταγραφή» Από τον Filip emΑυτή η διανυσματική εικόνα δημιουργήθηκε με το Inkscape. – Δική σας εργασία (CC BY 3.0) μέσω Commons Wikimedia