Différence principale - Gène vs protéine

Le gène et la protéine sont deux entités fonctionnellement liées trouvées dans la cellule. Généralement, les gènes sont des morceaux d'ADN. L'ADN est le matériel génétique de la plupart des organismes. L'ADN est transcrit en ARNm; L'ARNm traduit en protéines est collectivement connu comme le dogme central de la biologie moléculaire. Par conséquent, les gènes sont responsables de la production de protéines à l'intérieur de la cellule. Les différence principale entre le gène et la protéine est que le gène est responsable de la détermination de la séquence d'acides aminés d'une protéine fonctionnelle, tandis que la protéine sert de composant structurel, fonctionnel et régulateur de la cellule.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce qu'un gène - Définition, structure, rôle 2. Qu'est-ce qu'une protéine - Définition, structure, rôle 3. Quelles sont les similitudes entre le gène et la protéine – Aperçu des caractéristiques communes 4. Quelle est la différence entre le gène et la protéine – Comparaison des principales différences

Termes clés: acides aminés, séquence codante, gène, expression génique, protéine, séquence régulatrice

Qu'est-ce qu'un gène

Un gène fait référence à une région (locus) d'un chromosome qui code pour une protéine spécifique. Un gène est identifié comme l'unité moléculaire de l'hérédité. Le concept moderne du gène est né des études sur l'hérédité des caractéristiques de Gregor Mendel dans les années 1860. En règle générale, le génome humain se compose d'environ 20 000 gènes.

La structure d'un gène se compose de deux segments: la séquence codante et la séquence régulatrice. Séquence de codage se compose d'exons et d'introns dans les gènes eucaryotes. Les procaryotes manquent d'introns qui interrompent la séquence codante d'une protéine particulière. Par conséquent, les gènes procaryotes sont plus courts que les gènes eucaryotes. Chez les eucaryotes, les introns sont supprimés lors de l'épissage conséquent des exons au cours de la synthèse des protéines. Ainsi, plusieurs protéines peuvent être produites par épissage alternatif de la séquence codante d'un seul gène chez les eucaryotes. La séquence codante d'un gène est flanquée de régions non traduites (5' UTR et 3' UTR). Les séquence régulatrice d'un gène se compose d'une région promotrice, d'amplificateurs et d'inhibiteurs. Chez les procaryotes, un groupe de gènes fonctionnellement liés forme un opéron. Un opéron a plusieurs séquences codant pour des protéines, qui sont transcrites ensemble. Certains virus sont entièrement constitués de génomes à ARN. La production de la séquence d'acides aminés d'une protéine fonctionnelle est connue sous le nom d'expression génique. L'expression des gènes peut être régulée au niveau transcriptionnel ou au niveau traductionnel. Leurs gènes sont appelés gènes d'ARN. La structure d'un gène eucaryote et l'expression du gène sont montrées dans la figure 1.

Figure 1: Expression du gène eucaryote

Les organismes héritent d'un ensemble complet de gènes de leurs parents pendant la reproduction. Les mutations d'un gène particulier donnent naissance à des variantes du même gène appelées allèles. Les allèles produisent des variations du trait du gène à l'intérieur d'une population. Les allèles sont des allèles dominants ou récessifs. La plupart des allèles subissent une hérédité mendélienne.

Qu'est-ce qu'une protéine

Une protéine est un gros composé organique azoté, composé d'une ou deux chaînes d'acides aminés. Par conséquent, les éléments constitutifs d'une protéine sont les acides aminés. Une protéine est constituée d'un assemblage alternatif d'acides aminés universels. Des liaisons peptidiques se forment entre les groupes amino et les groupes acide carboxyle d'acides aminés adjacents, formant une séquence d'acides aminés. Par conséquent, les protéines sont appelées polypeptides. Cela signifie que la protéine est un polymère. Typiquement, un polypeptide se compose de 50 à 2000 acides aminés. La structure primaire de la protéine est illustrée à la figure 2.

Figure 2: Structure de la protéine primaire

La synthèse des protéines se produit à la suite de l'expression du gène. La transcription et la traduction sont les deux étapes de la synthèse des protéines. L'étude de la structure et de la fonction de ces protéines est appelée protéomique. Cependant, les protéines sont un type de molécules très complexe et dynamique. Une protéine typique se compose de quatre niveaux structurels: primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire. Différentes combinaisons d'acides aminés donnent des propriétés différentes aux protéines. Les humains ont de 20 000 à 25 000 gènes codant pour des protéines. Environ 2 millions de types de protéines différents peuvent être synthétisés à partir d'eux. Cependant, le corps humain contient environ 50 000 protéines. Le reste des protéines est consommé par l'alimentation. Les quatre niveaux structurels d'une protéine typique sont illustrés à la figure 3.

Figure 3: Niveaux structurels d'une protéine

Les deux formes d'une protéine dans l'aliment sont les protéines complètes et les protéines incomplètes. Une protéine complète est constituée des vingt acides aminés essentiels alors qu'une protéine incomplète n'en contient que quelques-uns. Ces protéines sont décomposées en acides aminés au cours de la digestion et les acides aminés sont transportés vers les cellules par le sang. Les protéines sont un composant structurel d'une cellule. Ils régulent également les fonctions du corps en agissant comme des hormones et des enzymes. Ils servent également de molécules de transport. Par exemple, l'hémoglobine est la protéine qui transporte l'oxygène dans tout le corps. Les protéines produisent également des molécules du système immunitaire.

Similitudes entre le gène et la protéine

Différence entre gène et protéine

Définition

Gène: Un gène est une région (locus) d'un chromosome qui code pour une protéine spécifique.

Protéine: Une protéine est un gros composé organique azoté, composé d'une ou deux chaînes d'acides aminés.

Importance

Gène: Un gène est un morceau d'ADN ou d'ARN.

Protéine: Une protéine est un polypeptide.

Composition

Gène: Un gène est constitué de nucléotides d'ADN ou de nucléotides d'ARN.

Protéine: Une protéine est constituée d'acides aminés.

Responsable de

Gène: Le gène est responsable de la détermination du génotype.

Protéine: La protéine est responsable de la détermination du phénotype.

Fonction

Gène: Un gène est responsable de la production d'une protéine fonctionnelle.

Protéine: Une protéine sert de composant structurel, fonctionnel et régulateur de la cellule.

Conclusion

Le gène et la protéine sont deux entités présentes à l'intérieur de la cellule. Un gène est un morceau d'ADN composé de nucléotides. Les gènes sont codés pour des protéines fonctionnelles. Les protéines servent de composant structurel, fonctionnel et régulateur de la cellule. Les protéines sont constituées d'acides aminés. La principale différence entre un gène et une protéine réside dans le rôle de chaque entité à l'intérieur de la cellule.

Référence:

1. « Qu'est-ce qu'un gène ? – Référence génétique à domicile. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, National Institutes of Health, disponible ici. 2. « Qu'est-ce que les protéines et que font-elles ? – Référence génétique à domicile. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, National Institutes of Health, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. « Structure du gène eucaryote 2 annotée » 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. "Structure primaire des protéines" Par l'Institut national de recherche sur le génome humain - (Domaine public) via Commons Wikimedia 3. "Structure des protéines" Par NHGRI - Avec l'aimable autorisation de: Institut national de recherche sur le génome humain (domaine public) via Commons Wikimedia