Разница между геном и белком

Основное отличие - ген против белка

Ген и белок - это две функционально связанные сущности, обнаруженные в клетке. Как правило, гены представляют собой фрагменты ДНК. ДНК - это генетический материал большинства организмов. ДНК транскрибируется в мРНК; транслируемая в белки мРНК известна как центральная догма молекулярной биологии. Следовательно, гены отвечают за производство белков внутри клетки. В главное отличие между геном и белком заключается в том, что ген отвечает за определение аминокислотной последовательности функционального белка, тогда как белок служит структурным, функциональным и регуляторным компонентом клетки..

Ключевые области покрыты

1. Что такое ген - Определение, структура, роль 2. Что такое белок - Определение, структура, роль 3. Каковы сходства между геном и белком - Обзор общих черт 4. В чем разница между геном и белком - Сравнение основных различий

Ключевые термины: аминокислоты, кодирующая последовательность, ген, экспрессия гена, белок, регуляторная последовательность.

Что такое ген

Ген относится к области (локусу) хромосомы, кодирующей определенный белок. Ген определяется как молекулярная единица наследственности. Современная концепция гена возникла в результате исследований Грегора Менделя о наследовании характеристик в 1860-х годах. Обычно геном человека состоит примерно из 20 000 генов.

Структура гена состоит из двух сегментов: кодирующей последовательности и регуляторной последовательности. Кодирующая последовательность состоит из экзонов и интронов в генах эукариот. У прокариот отсутствуют интроны, которые прерывают кодирующую последовательность определенного белка. Следовательно, прокариотические гены короче, чем эукариотические гены. У эукариот интроны удаляются при последующем сплайсинге экзонов во время синтеза белка. Таким образом, множественные белки могут быть получены путем альтернативного сплайсинга кодирующей последовательности одного гена у эукариот. Кодирующая последовательность гена фланкирована нетранслируемыми областями (5’UTR и 3’ UTR). В регуляторная последовательность гена состоит из промоторной области, энхансеров и ингибиторов. У прокариот группа функционально связанных генов образует оперон. Оперон имеет несколько последовательностей, кодирующих белок, которые транскрибируются вместе. Некоторые вирусы полностью состоят из геномов РНК. Производство аминокислотной последовательности функционального белка известно как экспрессия гена. Экспрессия генов может регулироваться либо на уровне транскрипции, либо на уровне трансляции. Их гены называются генами РНК. Структура эукариотического гена и экспрессия гена показаны на рисунке 1.

Рисунок 1: Экспрессия эукариотического гена

Организмы наследуют полный набор генов от своих родителей во время воспроизводства. Мутации определенного гена приводят к появлению вариантов того же гена, известных как аллели. Аллели производят вариации признака гена внутри популяции. Аллели - это доминантные или рецессивные аллели. Большинство аллелей наследуются по Менделиру.

Что такое белок

Белок - это большое азотистое органическое соединение, состоящее из одной или двух аминокислотных цепей. Следовательно, строительными блоками белка являются аминокислоты. Белок состоит из альтернативного набора универсальных аминокислот. Пептидные связи образуются между аминогруппами и группами карбоксильных кислот соседних аминокислот, образуя последовательность аминокислот. Поэтому белки называют полипептидами. Это означает, что белок - это полимер. Обычно полипептид состоит из 50 - 2000 аминокислот. Первичная структура белка показана на рисунке 2.

Рисунок 2: Первичная структура белка

Синтез белка происходит в результате: экспрессия гена. Транскрипция и трансляция - это две стадии синтеза белка. Изучение структуры и функции этих белков называется протеомикой. Однако белки - это очень сложный и динамичный тип молекул. Типичный белок состоит из четырех структурных уровней: первичного, вторичного, третичного и четвертичного. Различные комбинации аминокислот придают белкам разные свойства. У людей от 20 000 до 25 000 генов, кодирующих белок. Из них можно синтезировать около 2 миллионов различных типов белков. Однако в организме человека содержится около 50 000 белков. Остальные белки потребляются с пищей. Четыре структурных уровня типичного белка показаны на рисунке 3.

Рисунок 3: Структурные уровни белка

Две формы белка в пище - это полноценные белки и неполные белки. Полный белок состоит из всех двадцати незаменимых аминокислот, в то время как неполный белок содержит только некоторые из них. Эти белки расщепляются на аминокислоты во время пищеварения, а аминокислоты транспортируются в клетки через кровь. Белки - структурный компонент клетки. Они также регулируют функции организма, действуя как гормоны и ферменты. Они также служат транспортирующими молекулами. Например, гемоглобин - это белок, который переносит кислород по всему телу. Белки также производят молекулы иммунной системы.

Сходства между геном и белком

Определение

Ген: Ген - это участок (локус) хромосомы, кодирующий определенный белок.

Белки: Белок - это большое азотистое органическое соединение, состоящее из одной или двух аминокислотных цепей.

Значение

Ген: Ген - это фрагмент ДНК или РНК.

Белки: Белок - это полипептид.

Состав

Ген: Ген состоит из нуклеотидов ДНК или нуклеотидов РНК.

Белки: Белок состоит из аминокислот.

Ответственный за

Ген: Ген отвечает за определение генотипа.

Белки: Белок отвечает за определение фенотипа.

Функция

Ген: Ген отвечает за производство функционального белка.

Белки: Белок служит структурным, функциональным и регулирующим компонентом клетки.

Заключение

Ген и белок - это две сущности, находящиеся внутри клетки. Ген - это фрагмент ДНК, состоящий из нуклеотидов. Гены кодируются функциональными белками. Белки служат структурным, функциональным и регуляторным компонентом клетки. Белки состоят из аминокислот. Основное различие между геном и белком - это роль каждой сущности внутри клетки.

Ссылка:

1. «Что такое ген? - Домашний справочник по генетике ». Национальная медицинская библиотека США, Национальные институты здравоохранения, доступно здесь. 2. «Что такое белки и что они делают? - Домашний справочник по генетике ». Национальная медицинская библиотека США, Национальные институты здравоохранения, доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Аннотированная структура гена эукариота 2» Томас Шафи - Шафи Т., Лоу Р. (2017). «Структура эукариотических и прокариотических генов». WikiJournal of Medicine 4 (1). DOI: 10.15347 / wjm / 2017.002. ISSN 20024436. (CC BY 4.0) через Commons Wikimedia 2. «Первичная структура белка» Национальным институтом исследования генома человека - (общественное достояние) через Commons Wikimedia 3. «Структура белка» NHGRI - Предоставлено: Национальный исследовательский институт генома человека (Общественное достояние) через Commons Wikimedia