Прокариоты и эукариоты имеют различия в системах трансляции, которые могут иметь значительные практические последствия, например, в медицине, биотехнологии и генетической инженерии.

Основные различия в трансляции:

Место проведения трансляции:

Прокариоты: Трансляция происходит в цитоплазме, где рибосомы непосредственно связываются с мРНК сразу после её транскрипции.Эукариоты: Трансляция происходит в цитоплазме, но мРНК сначала проходит через этап посттранскрипционной модификации в ядре (например, добавление 5'-кап и поли(А) хвоста) перед тем, как выйти в цитоплазму.

Структура рибосом:

Прокариоты: Рибосомы имеют меньший размер (70S) и состоят из 50S и 30S субединиц.Эукариоты: Рибосомы больше (80S) и состоят из 60S и 40S субединиц.

Трансляционные факторы:

Прокариоты: Трансляция осуществляется более простыми факторами и включает такие элементы, как IF (инициационные факторы), EF (элонгационные факторы) и RF (терминационные факторы).Эукариоты: Используют более сложную систему инициации и множество инициационных факторов, включая eIFs, что делает процесс более регуляторным.

Инициация:

Прокариоты: Инициация начинается с связывания рибосомы с мРНК на специфическом сайте (Shine-Dalgarno в 5' некодирующей области).Эукариоты: Инициация требует, чтобы рибосома связывалась с 5'-капом и проходила сканирование мРНК до первого стартового кодона (AUG).

Полипептидные цепи:

Прокариоты: Часто экспрессируются полипептиды одновременно с трансляцией (каждая рибосома может начать новую трансляцию, пока другие ещё работают).Эукариоты: Процесс обычно более изолирован, и изменение или модификация мРНК происходит до начала трансляции.Практические последствия:

Антибиотики: Многие антибиотики направлены на специфические рибосомы прокариотов (например, тетрациклин, стреептомицин), и их эффективность не затрагивает рибосомы эукариотов, что делает их полезными для лечения бактериальных инфекций.

Биотехнология: Возможность продуцирования рекомбинантных белков (например, инсулина) в прокариотах и эукариотах. Учитывая, что эукариоты более сложные и способны к модификации белков (гликозилирование и другие), часто требуется использовать эукариотические системы для продукции сложных белков.

Генетическая инженерия: Оптимизация конструкций мРНК и их трансляции в разных системах требует понимания различий в инициации и регулировании трансляции, что может влиять на эффективность экспрессии генов в исследовательских и терапевтических целях.

Таким образом, различия в системах трансляции у прокариотов и эукариотов имеют не только теоретическое, но и практическое значение в медицине, биотехнологии и других областях науки.