Główna różnica – gen kontra białko

Gen i białko to dwie funkcjonalnie powiązane jednostki znajdujące się w komórce. Generalnie geny to fragmenty DNA. DNA to materiał genetyczny większości organizmów. DNA ulega transkrypcji do mRNA; mRNA poddane translacji do białek jest zbiorczo znane jako centralny dogmat biologii molekularnej. Stąd geny są odpowiedzialne za produkcję białek wewnątrz komórki. ten główna różnica między genem a białkiem jest to gen odpowiada za określenie sekwencji aminokwasowej funkcjonalnego białka, natomiast białko służy jako strukturalny, funkcjonalny i regulacyjny składnik komórki.

Kluczowe obszary objęte

1. Czym jest gen? – Definicja, struktura, rola 2. Co to jest białko? – Definicja, struktura, rola 3. Jakie są podobieństwa między genem a białkiem? – Zarys wspólnych cech 4. Jaka jest różnica między genem a białkiem? – Porównanie kluczowych różnic

Kluczowe terminy: aminokwasy, sekwencja kodowania, gen, ekspresja genów, białko, sekwencja regulacyjna

Co to jest gen?

Gen odnosi się do regionu (locus) chromosomu, który koduje określone białko. Gen jest identyfikowany jako jednostka molekularna dziedziczności. Nowoczesna koncepcja genu wywodzi się z badań nad dziedziczeniem cech prowadzonych przez Gregora Mendla w latach 60. XIX wieku. Zazwyczaj ludzki genom składa się z około 20 000 genów.

Struktura genu składa się z dwóch segmentów: sekwencji kodującej i sekwencji regulacyjnej. Sekwencja kodowania składa się z egzonów i intronów w genach eukariotycznych. Prokariota nie mają intronów, które przerywają sekwencję kodującą konkretnego białka. Stąd geny prokariotyczne są krótsze niż geny eukariotyczne. U eukariontów introny są usuwane w wyniku splicingu eksonów podczas syntezy białek. Tak więc wiele białek może być wytwarzanych przez alternatywne składanie sekwencji kodującej pojedynczy gen u eukariontów. Sekwencja kodująca genu jest oflankowana przez nieulegające translacji regiony (5’ UTR i 3’ UTR). ten sekwencja regulacyjna genu składa się z regionu promotora, wzmacniaczy i inhibitorów. U prokariontów grupa funkcjonalnie powiązanych genów tworzy operon. Operon ma wiele sekwencji kodujących białka, które są transkrybowane razem. Niektóre wirusy składają się całkowicie z genomów RNA. Produkcja sekwencji aminokwasowej funkcjonalnego białka jest znana jako ekspresja genów. Ekspresja genów może być regulowana na poziomie transkrypcyjnym lub translacyjnym. Ich geny nazywane są genami RNA. Na figurze 1 przedstawiono strukturę genu eukariotycznego i ekspresję genów.

Rysunek 1: Ekspresja genu eukariotycznego

Podczas rozmnażania organizmy dziedziczą pełen zestaw genów od swoich rodziców. Mutacje określonego genu powodują powstanie wariantów tego samego genu, znanych jako allele. Allele wytwarzają wariacje cech genu wewnątrz populacji. Allele są allelami dominującymi lub recesywnymi. Większość alleli podlega dziedziczeniu mendlowskiemu.

Co to jest białko

Białko to duży azotowy związek organiczny, składający się z jednego lub dwóch łańcuchów aminokwasowych. Dlatego budulcem białka są aminokwasy. Białko składa się z alternatywnego zestawu uniwersalnych aminokwasów. Wiązania peptydowe powstają między grupami aminowymi i grupami kwasów karboksylowych sąsiednich aminokwasów, tworząc sekwencję aminokwasów. Dlatego białka nazywane są polipeptydami. Oznacza to, że białko jest polimerem. Zazwyczaj polipeptyd składa się z 50 – 2000 aminokwasów. Pierwszorzędową strukturę białka pokazano na figurze 2.

Rysunek 2: Pierwotna struktura białka

Synteza białek następuje w wyniku Ekspresja genu. Transkrypcja i translacja to dwa etapy syntezy białek. Badanie struktury i funkcji tych białek nazywa się proteomiką. Jednak białka są bardzo złożonym i dynamicznym typem cząsteczek. Typowe białko składa się z czterech poziomów strukturalnych: pierwszorzędowego, drugorzędowego, trzeciorzędowego i czwartorzędowego. Różne kombinacje aminokwasów nadają białkom różne właściwości. Ludzie mają od 20 000 do 25 000 genów kodujących białka. Można z nich zsyntetyzować około 2 miliony różnych typów białek. Jednak ludzkie ciało zawiera około 50 000 białek. Reszta białek jest spożywana wraz z dietą. Cztery strukturalne poziomy typowego białka pokazano na rycinie 3.

Rysunek 3: Poziomy strukturalne białka

Dwie formy białka w pożywieniu to białka kompletne i białka niekompletne. Pełne białko składa się ze wszystkich dwudziestu niezbędnych aminokwasów, podczas gdy białko niekompletne zawiera tylko niektóre z nich. Białka te są rozkładane na aminokwasy podczas trawienia, a aminokwasy są transportowane do komórek przez krew. Białka są strukturalnym składnikiem komórki. Regulują również funkcje organizmu, działając jako hormony i enzymy. Służą również jako cząsteczki transportujące. Na przykład hemoglobina jest białkiem transportującym tlen w organizmie. Białka wytwarzają również cząsteczki układu odpornościowego.

Podobieństwa między genem a białkiem

Różnica między genem a białkiem

Definicja

Gen: Gen to region (locus) chromosomu, który koduje określone białko.

Białko: Białko to duży azotowy związek organiczny, składający się z jednego lub dwóch łańcuchów aminokwasowych.

Znaczenie

Gen: Gen to fragment DNA lub RNA.

Białko: Białko to polipeptyd.

Kompozycja

Gen: Gen składa się z nukleotydów DNA lub nukleotydów RNA.

Białko: Białko składa się z aminokwasów.

Odpowiedzialny za

Gen: Gene odpowiada za określenie genotypu.

Białko: Za określenie fenotypu odpowiada białko.

Funkcjonować

Gen: Gen jest odpowiedzialny za produkcję funkcjonalnego białka.

Białko: Białko służy jako strukturalny, funkcjonalny i regulacyjny składnik komórki.

Wniosek

Gen i białko to dwie jednostki znajdujące się wewnątrz komórki. Gen to fragment DNA złożony z nukleotydów. Geny są kodowane dla białek funkcjonalnych. Białka służą jako strukturalny, funkcjonalny i regulacyjny składnik komórki. Białka składają się z aminokwasów. Główną różnicą między genem a białkiem jest rola każdej jednostki wewnątrz komórki.

Referencja:

1. „Co to jest gen? – Genetyka Home Reference.” Amerykańska Narodowa Biblioteka Medyczna, Narodowe Instytuty Zdrowia, dostępna tutaj. 2.„Czym są białka i co robią? – Genetyka Home Reference.” Amerykańska Narodowa Biblioteka Medyczna, Narodowe Instytuty Zdrowia, dostępna tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Struktura genów eukariota 2 z adnotacjami” Thomas Shafee – Shafee T, Lowe R (2017). „Struktura genów eukariotycznych i prokariotycznych”. WikiJournal of Medicine 4 (1). DOI:10.15347/wjm/2017.002. ISSN 20024436. (CC BY 4.0) przez Commons Wikimedia 2. „Struktura pierwotna białka” National Human Genome Research Institute - (domena publiczna) przez Commons Wikimedia 3. „Struktura białkowa” NHGRI – dzięki uprzejmości: National Human Genome Research Institute (Domena publiczna) przez Commons Wikimedia