Er zijn veel verschillen tussen prokaryote en eukaryote cellen. Sommige van deze verschillen zijn structureel, terwijl andere procedureel van aard zijn. Twee van de processen die wezenlijk verschillen tussen prokaryoten en eukaryoten zijn genexpressie en de regulatie ervan. Beide typen cellen transcriberen DNA in mRNA, dat vervolgens wordt omgezet in polypeptiden, maar de bijzonderheden van deze processen verschillen.

Locatie

Prokaryoten missen kernen en andere organellen, die gespecialiseerd zijn, membraan- gebonden compartimenten, terwijl eukaryoten die wel hebben. In feite betekent het woord "eukaryote" "echte kern". In eukaryoten bevindt het genoom van de cel zich in de kern. Transcriptie vindt dus plaats in de kern en het mRNA-transcript wordt vervolgens via kernporiën (poriën in de nucleaire envelop) naar het cytoplasma voor vertaling geëxporteerd. Daarentegen zijn prokaryotische transcriptie en translatie niet ruimtelijk of tijdelijk gescheiden.

Inleiding van transcriptie

Promotorelementen zijn korte DNA-sequenties die binden aan de transcriptie-initiatie-factoren van een cel. Prokaryoten hebben drie promotorelementen: één die stroomopwaarts is van het gen dat wordt getranscribeerd, één die 10 nucleotiden stroomafwaarts daarvan is en één die stroomafwaarts 35 nucleotiden is. Eukaryoten hebben een veel grotere verzameling promotorelementen, waarvan de primaire de TATA-box is. Eukaryotische transcriptie-initiatiefactoren assembleren een initiatiecomplex dat aan het einde van de initiatie dissocieert. Prokaryote transcriptie-initiatiefactoren assembleren geen initiatiecomplex.

Ribosomen

Ribosomen zijn translatiesites die zijn samengesteld uit RNA en eiwit die binden aan het mRNA en tRNA van een cel. Prokaryoten hebben 70S-ribosomen, terwijl eukaryoten 80S-ribosomen hebben. De "S" verwijst naar de sedimentatiecoëfficiënt, een maat voor de deeltjesgrootte, massa en vorm. Een 80S-ribosoom bestaat uit een 40S-subeenheid en een 60S-subeenheid, terwijl een 70S-ribosoom uit een 30S-subeenheid en een 50S-subeenheid bestaat.

Polycistronic-mRNA

Naast verschillende transcriptie- en vertaalmachines , prokaryoten en eukaryoten verschillen in hun genregulatie. Eukaryotische regulatie is veel complexer en berust vaak op verschillende feedbackmechanismen, ontwikkelingsprocessen en omgevingsfactoren. Daarentegen reguleren prokaryoten hele metabole routes in plaats van elk afzonderlijk enzym te reguleren. Bacteriële enzymen voor een gegeven route liggen naast elkaar op het DNA van een cel en worden getranscribeerd in één mRNA. Dit mRNA wordt polycistronisch mRNA genoemd. Wanneer een cel meer of minder van de enzymen van een route nodig heeft, overschrijft deze eenvoudigweg meer of minder van het mRNA van die route.