L'expression des gènes procaryotes et eucaryotes sont les deux processus cellulaires responsables de l'expression des gènes dans le génome pour produire un produit génique fonctionnel. En général, les deux processus passent par deux étapes: la transcription et la traduction. Cet article vise à comparer et contraster l'expression des gènes procaryotes et eucaryotes.

Chez les procaryotes, les gènes étroitement liés sont regroupés pour former des opérons et ainsi produire une molécule d'ARNm polycistronique. Pendant ce temps, les gènes fonctionnels subissent une expression individuellement et produisent ainsi des ARNm monocistroniques. De plus, la transcription et la traduction se produisent simultanément dans le cytoplasme des procaryotes. Mais, chez les eucaryotes, ils se produisent séparément; le premier à l'intérieur du noyau tandis que le second dans le cytoplasme. De plus, les eucaryotes subissent à la fois des modifications post-transcriptionnelles et traductionnelles.

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Qu'est-ce que l'expression des gènes procaryotes

L'expression génique procaryote est le processus de synthèse d'un produit génique en fonction des informations contenues dans les gènes procaryotes. L'importance de l'expression des gènes procaryotes est que les gènes chez les procaryotes se produisent dans les opérons, qui sont les groupes de gènes fonctionnellement liés. Quelques exemples d'opéron incluent l'opéron Lac et l'opéron Trp. Par conséquent, les gènes d'un opéron sont transcrits ensemble, formant une molécule d'ARNm polycistronique. De plus, la transcription et la traduction des procaryotes se produisent simultanément dans le cytoplasme. Par conséquent, le transcrit primaire est facilement utilisé pour la traduction dont la transcription est toujours en cours.

Figure 1: Structure du gène procaryote

De plus, un seul type d'ARN polymérase est responsable de la transcription chez les procaryotes. Il nécessite le facteur sigma et une séquence d'ADN spécifique appelée boîte de Pribnow pour l'initiation de la transcription. Les ribosomes 70S sont responsables de la traduction de l'ARNm polycistronique procaryote. Plus important encore, la régulation de l'expression des gènes procaryotes se produit au niveau transcriptionnel, soit en augmentant ou en diminuant le niveau de transcription.

Qu'est-ce que l'expression des gènes eucaryotes

L'expression des gènes eucaryotes est le processus de synthèse de produits géniques en fonction de l'information contenue dans les gènes eucaryotes. De manière significative, l'ADN eucaryote se produit à l'intérieur du noyau; par conséquent, la transcription se produit également à l'intérieur du noyau. Habituellement, trois ARN polymérases sont responsables de la transcription de différents types d'ARN: l'ARN polymérase 1, qui transcrit l'ARNr, l'ARN polymérase 2, qui transcrit l'ARNm, et l'ARN polymérase 3, qui transcrit l'ARNt. De plus, chaque gène eucaryote est sous le contrôle d'un promoteur individuel. Par conséquent, la transcription donne un ARNm monocistronique.

Figure 2: Expression des gènes procaryotes et eucaryotes

Comparer et contraster l'expression des gènes procaryotes et eucaryotes

Similitudes entre l'expression des gènes procaryotes et eucaryotes

Différence entre l'expression des gènes procaryotes et eucaryotes

Définition

L'expression génique procaryote fait référence au processus qui synthétise un produit génique fonctionnel en fonction des informations sur les gènes procaryotes. D'autre part, l'expression de gènes eucaryotes fait référence au processus qui synthétise un produit génique fonctionnel en fonction des informations sur les gènes eucaryotes.

Ségrégation spatiale

L'expression des gènes procaryotes se produit complètement dans le cytoplasme tandis que chez les eucaryotes, la transcription se produit à l'intérieur du noyau et la traduction se produit dans le cytoplasme.

Ségrégation temporelle

La transcription et la traduction se produisent simultanément dans l'expression génique procaryote, tandis que la transcription et la traduction sont temporellement séparées dans l'expression génique eucaryote.

Occurrence de l'ADN

Facteurs épigénétiques

De plus, l'ADN procaryote n'est pas sous une forme condensée en permanence, tandis que l'ADN eucaryote forme un complexe condensé stable avec les histones.

Éléments du promoteur

Les procaryotes contiennent trois éléments promoteurs: l'un est en amont du gène, le second est à dix nucléotides en aval et le troisième est à 35 nucléotides en aval. Mais, les eucaryotes contiennent un ensemble beaucoup plus important d'éléments promoteurs, y compris la boîte TATA.

Facteurs d'initiation de la transcription

Les facteurs d'initiation de la transcription des procaryotes ne s'assemblent pas avec le complexe d'initiation. Mais, les facteurs d'initiation de la transcription des eucaryotes s'assemblent avec le complexe d'initiation.

Cadre de lecture ouvert

Les introns n'interrompent pas le cadre de lecture ouvert des gènes procaryotes tandis que les introns interrompent le cadre de lecture ouvert des gènes eucaryotes.

ARN polymérase

Taille des gènes

Alors que les gènes procaryotes sont petits, les gènes eucaryotes sont plus gros.

ADN supplémentaire

Les procaryotes ont rarement de l'ADN supplémentaire alors que les eucaryotes ont de grandes régions d'ADN répétitif.

Codage en ADN non-codant

95% du génome procaryote contient des gènes codant pour des protéines, tandis que 98% du génome eucaryote contient de l'ADN non codant.

Gènes

Plusieurs gènes fonctionnellement liés se produisent dans des groupes appelés opérons chez les procaryotes, tandis que les gènes eucaryotes se produisent individuellement.

Type d'ARNm

L'expression des gènes procaryotes donne un ARNm polycistronique, tandis que l'expression des gènes eucaryotes donne un ARNm monocistronique.

Modifications post-transcriptionnelles

Les modifications post-transcriptionnelles ne se produisent pas dans l'expression des gènes procaryotes, tandis que les modifications post-transcriptionnelles se produisent dans l'expression des gènes eucaryotes.

Ribosomes

De plus, les procaryotes ont des ribosomes 70S tandis que les eucaryotes ont des ribosomes 80S.

Modifications post-traductionnelles

Les modifications post-traductionnelles ne se produisent pas dans l'expression des gènes procaryotes. Mais, des modifications post-traductionnelles se produisent dans l'expression des gènes eucaryotes.

Régulation de l'expression des gènes

La régulation de l'expression des gènes procaryotes se produit au niveau transcriptionnel. Mais, la régulation de l'expression des gènes eucaryotes peut se produire au niveau épigénétique, au niveau transcriptionnel, au niveau post-transcriptionnel, au niveau traductionnel ou au niveau post-traductionnel.

Conclusion

L'expression de gènes procaryotes et eucaryotes sont les processus de production d'un produit génique fonctionnel selon les informations contenues dans le génome. Généralement, ils procèdent par deux processus: la transcription et la traduction. Typiquement, la traduction se produit dans le cytoplasme. Les gènes procaryotes fonctionnellement liés se regroupent pour former des opérons, qui se transcrivent ensemble pour former un ARNm polycistronique. De plus, la transcription et la traduction se produisent simultanément dans le cytoplasme des procaryotes. En revanche, la transcription des eucaryotes se produit dans le noyau tandis que les ARNm passent dans le cytoplasme pour la traduction. Par conséquent, la transcription et la traduction ne sont pas couplées. En plus de cela, les gènes eucaryotes subissent une transcription individuellement, formant des ARNm monocistroniques.

Les références:

1. Ussery, David. "Une introduction au contrôle de l'expression des gènes chez les eucaryotes." Biologie 210 - GÉNÉTIQUE, printemps 1998, disponible ici.2. « 16.2B: expression génique procaryote versus eucaryote. » Biologie LibreTexts, Libretexts, 19 novembre 2019, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. «Procaryote de structure génique 2 annoté» Par Thomas Shafee - Shafee T, Lowe R (2017). "Structure des gènes eucaryotes et procaryotes". WikiJournal de médecine 4 (1). DOI: 10.15347/wjm/2017.002. ISSN 20024436. (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia 2. "Figure_16_01_01" par OpenStax CNX (CC BY 4.0) via OpenStax College.