Avainero prokaryoottisen ja eukaryoottisen genomin välillä on, että prokaryoottinen genomi on läsnä sytoplasmassa, kun taas eukaryoottigenomi rajoittuu ytimeen.
Genomi viittaa organismin koko DNA-kokoelmaan. Toisin sanoen genomi on organismin geneettinen materiaali, joka sisältää kaiken geneettisen tiedon. Suurimmalla osalla organismista on DNA:sta tehty genomi. Jotkut genomit ovat kuitenkin RNA-pohjaisia. Esimerkiksi tietyillä viruksilla on RNA-genomeja. Kun tarkastellaan organismin geneettistä kokonaismateriaalia, se ei sisällä vain geenejä tai koodaavia sekvenssejä. Se sisältää sekä geenejä että ei-koodaavia DNA:n sekvenssejä.
Koska geneettinen tieto on genomissa geenien muodossa, geenit läpikäyvät transkription ja translaation proteiinien tuottamiseksi. Prokaryoottisten ja eukaryoottisten genomin ilmentymisprosessien välillä on ero. Lisäksi molempien genomien varastointi ja replikaatio ovat erilaisia prokaryoottien ja eukaryoottien välillä. Mutta DNA:n rakenne pysyy samana (Double Helix) molemmissa organismeissa. Suurin ero prokaryoottisen ja eukaryoottisen genomin välillä liittyy organismien soluorganisaatioon ja siihen, missä genomi sijaitsee.
Mikä on prokaryoottinen genomi?
Prokaryootit ovat yksinkertaisia yksisoluisia organismeja, joista puuttuu kalvoon sitoutuneita organelleja. Lisäksi heillä on pienet ruumiit ja pienet genomit. Yleensä prokaryoottigenomit koostuvat yhdestä tai useammasta DNA-molekyylistä. Heillä on vain yksi kromosomi, joka kelluu sytoplasmassa. Tämän yksittäisen kromosomin lisäksi joillakin bakteereilla on kromosomin ulkopuolista DNA:ta, jota kutsutaan plasmideiksi. Plasmidit eivät ole genomista DNA:ta. Ne ovat lisä-DNA-molekyylejä. Plasmidit tarjoavat kuitenkin lisäetuja bakteereille, kuten antibioottiresistenssin, herbisidiresistenssin jne. Ne ovat pieniä pyöreitä DNA-molekyylejä, joilla on kyky replikoitua itsestään. Tästä syystä plasmidit toimivat tärkeinä vektoreina yhdistelmä-DNA-tekniikassa.
Kuva 01: Prokaryoottisolut ja genomi
Pienen koonsa vuoksi prokaryoottinen genomi sisältää pääasiassa koodaavia sekvenssejä (eksoneja). Mutta se ei sisällä introneita ja toistuvia sekvenssejä. Lisäksi prokaryoottisia geenejä esiintyy klustereina, jotka säätelevät yhden promoottorin avulla. Ja myös tämä yksittäinen kromosomi on pyöreä ja koskettaa solukalvoa joistakin kohdista. Rakenteellisesti prokaryoottinen genomi on kompaktimpi kuin eukaryoottigenomi. Lisäksi se ei sisällä välilyöntejä geenien välillä.
Mikä on eukaryoottinen genomi?
Eukaryootit ovat organismi, jolla on ydin ja kalvoon sitoutuneet soluorganellit. Niissä on laajat soluosastot, jotka suorittavat erillisiä toimintoja. Eukaryoottien ytimestä voimme löytää eukaryoottisen genomin, joka sisältää organismin koko geneettisen tiedon. Pääasiassa eukaryoottinen genomi esiintyy lineaarisina kromosomeina. Lisäksi DNA-molekyylit yhdessä histoniproteiinien kanssa muodostavat nämä kromosomit. Ihmisen genomissa on yhteensä 46 kromosomia jokaisessa solussa. Ydinkalvo ympäröi kaikki nämä kromosomit. Siksi ne eivät pääse solun sytoplasmaan, elleivät niistä tule mRNA-molekyylejä. Myös eukaryooteissa mitokondriot ja kloroplastit sisältävät joitain DNA-molekyylejä. Ne eivät kuitenkaan ole genomista DNA:ta.
Kuva 02: Eukaryoottigenomi
Eukaryoottinen genomi on vähemmän kompakti, ja se sisältää toistuvia sekvenssejä sekä monia ei-koodaavia sekvenssejä, kuten introneja ja välike-DNA:ta. Prokaryoottiseen genomiin verrattuna eukaryoottinen genomi on suurempi ja siinä on miljardeja emäspareja. Lisäksi se sisältää monia geenejä, joissa on useita kopioita.
Mitä yhtäläisyyksiä prokaryoottisen ja eukaryoottisen genomin välillä on?
- Sekä prokaryoottinen että eukaryoottinen genomi koostuvat DNA-molekyyleistä.
- Genomit toimivat molempien organismityyppien geneettisen tiedon varastoina.
- Myös molemmat genomit sisältävät geenejä.
- Lisäksi molemmille tehdään transkriptio ja käännös.
- Lisäksi molemmat genomit monistuvat ja periytyvät seuraaville sukupolville.
Mitä eroa on prokaryoottisella ja eukaryoottisella genomilla?
Organismeja on kahta tyyppiä joko prokaryootteja tai eukaryootteja. Prokaryooteilla on yksinkertainen soluorganisaatio, kun taas eukaryooteilla on monimutkainen soluorganisaatio. Samoin prokaryoottinen genomi on pieni ja vähemmän monimutkainen verrattuna eukaryoottiseen genomiin. Rakenteellisesti prokaryoottinen genomi rajoittuu yhteen kromosomiin, kun taas eukaryoottigenomissa on useita kromosomeja. Tämä on yksi ero prokaryoottisen ja eukaryoottisen genomin välillä. Lisäksi yksi muu ero prokaryoottisen ja eukaryoottisen genomin välillä on, että prokaryoottinen genomi on läsnä sytoplasmassa, kun taas eukaryoottinen genomi on läsnä ytimen sisällä. Myös, kun otetaan huomioon genomin koko, prokaryoottinen genomi on paljon pienempi kuin eukaryoottigenomi. Lisäksi, mitä tulee koostumukseen, eukaryoottigenomissa on monia toistuvia DNA:ta, introneita ja välike-DNA:ta, jotka puuttuvat prokaryoottigenomista.
Alla oleva infografiikka havainnollistaa lisää faktoja prokaryoottisen ja eukaryoottisen genomin eroista.
Yhteenveto – Prokaryoottinen vs eukaryoottinen genomi
Prokaryootteja on kahta tyyppiä, kuten bakteereja ja arkkeja. Toisa alta eukaryootteja ovat kasvit, eläimet, sienet, levät ja alkueläimet. Prokaryooteista puuttuu kalvoon sitoutuneita organelleja, kuten ydin, mitokondriot jne. Sitä vastoin eukaryooteilla on laajat sisäiset osastot, jotka erottuvat kalvoilla. Näiden soluorganisaatioiden erojen mukaan myös prokaryootti- ja eukaryoottigenomit eroavat toisistaan. Siten tärkein ero prokaryoottisen ja eukaryoottisen genomin välillä on se, että prokaryoottinen genomi kelluu sytoplasmassa, kun taas eukaryoottinen genomi suojaa ytimen sisällä. Lisäksi prokaryoottinen genomi on kompaktimpi eikä siinä ole toistuvaa DNA:ta, introneja ja välike-DNA:ta verrattuna eukaryoottigenomiin. Sitä vastoin eukaryoottisessa genomissa on monia geenejä, toistuvampaa DNA:ta ja introneita. Tästä syystä tämä on ero prokaryoottisen ja eukaryoottisen genomin välillä.
