Ключова разлика – прокариотна срещу еукариотна РНК полимераза
РНК полимеразата е ензимът, който е отговорен за процеса на транскрипция, който протича във всички живи организми. РНК полимеразата е ензим с високо молекулно тегло. Официалното наименование на РНК полимераза е ДНК-насочена РНК полимераза. По време на транскрипцията РНК полимеразата отваря двойноверижната ДНК, така че една ДНК верига да може да се използва като шаблон за процеса на синтезиране на иРНК молекула. Генерирането на РНК (mRNA, rRNA и tRNA) молекули е изключително важна стъпка в протеиновия синтез (транслация). Транскрипционните фактори и транскрипционно медиираните комплекси насочват ензима РНК полимераза да инициира транскрипцията в жива клетка. РНК полимеразата се прикрепя към промоторната област на гена (ДНК) и започва катализираната от РНК полимераза транскрипция. Прокариотната и еукариотната транскрипция се различават главно поради разликата в ензима РНК полимераза. Ключовата разлика между прокариотната и еукариотната РНК полимераза е, че прокариотната транскрипция се извършва от един тип РНК полимераза с множество субединици. Напротив, еукариотната транскрипция се катализира от три различни вида РНК полимерази, наречени РНК полимераза I (транскрибираща рРНК), РНК полимераза II (транскрибираща иРНК) и РНК полимераза III (транскрибираща тРНК).
Какво е прокариотна РНК полимераза?
Прокариотната РНК полимераза е тежък ензим с множество субединици. РНК полимеразата на E coli е широко изследвана. Това е сложен ензим с молекулно тегло 450 KDa. Холоензимът се състои от два основни компонента. Те са основни ензими и транскрипционни фактори. Основният ензимен компонент има пет субединици като β’, β, αI, αII и ω. Транскрипционните фактори са сигма фактор (иницииране), nusA (удължаване).
От тези фактори, β´ има функцията на свързване на ДНК. И β факторът има каталитичното място, което извършва полимеризацията на РНК. Функциите на факторите α и ω все още не са открити. Някои казват, че алфа факторът (α) е отговорен за инициирането на веригата и взаимодействието с регулаторните протеини. Основната функция на сигма фактора е разпознаването на промотора. След като промоторът в ДНК бъде разпознат от сигма фактор, коензимният компонент на РНК полимеразата се свързва с промоторната област и инициира полимеризацията на РНК. След като транскрипцията започне, сигма факторът се освобождава от ДНК. Удължаването на РНК молекулата се извършва от β субединица. При прекъсването на веригата "rho факторът" освобождава вече транскрибираната РНК молекула.
Фигура 01: Прокариотната РНК полимераза
Транскрипцията завършва на местата, определени от ДНК шаблона. Факторът nusA участва във функцията на удължаване, както и за прекъсване на веригата. Антибиотикът рифампицин може да се свърже с бета субединицата на бактериалната РНК полимераза. По този начин той предотвратява ензима да започне полимеризация на бактериална РНК. Друг антибиотик, известен като стрептолидигин, инхибира процеса на удължаване на бактериалната РНК полимеризация. ИРНК на прокариотите е полицистронна, което означава, че съдържа кодони на повече от един цистрон (повече от един ген).
Какво е еукариотна РНК полимераза?
Еукариотните РНК полимерази са три различни вида. Те транскрибират различни класове гени. И също така функционира при различни условия. Иницииращите и терминиращите фактори (сигма и ро факторите) са напълно различни от прокариотните РНК полимерази. Трите различни РНК полимерази са наречени като РНК полимераза I (транскрибира рРНК), РНК полимераза II (транскрибира иРНК) и РНК полимераза III (транскрибира тРНК). РНК полимераза I се намира в нуклеола и ензимът изисква Mg2+ за своята активност. РНК полимераза II е в нуклеоплазмата и се нуждае от АТФ за своята дейност. РНК полимераза III също се намира в нуклеоплазмата.
Промоторите за тези РНК полимерази са различни. РНК полимераза I разпознава промоторите нагоре по веригата между -45 до +25 области в ДНК. РНК полимераза II разпознава промоторите нагоре по веригата между -25 до -100 региони в ДНК като (TATA кутия, CAAT кутия и GC кутия). РНК полимераза III разпознава вътрешните промотори надолу по веригата.
Фигура 02: Еукариотна РНК полимераза
Еукариотните РНК полимерази са голям комплекс, който се състои от протеини с множество субединици от 500 kDa или повече. Те имат различни транскрипционни фактори за процес на иницииране и процес на удължаване, като TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. РНК полимеризацията завършва от РНК полимераза I след разпознаване на Sal кутия. Прекратяването на полимеризацията на РНК от РНК полимераза II се случва след разпознаване на сигнали надолу по веригата, известни като полиА опашка. И РНК полимераза III разпознава дезоксиаденилатните остатъци върху шаблона и прекратява транскрипцията. Еукариотната иРНК винаги е моноцистронна.
Какви са приликите между прокариотната и еукариотната РНК полимераза?
- И двете участват в синтеза на РНК.
- И двамата използват ДНК като шаблон.
- И двата са големи протеини.
- И двете имат сигма фактор, който инициира транскрипцията.
- И двете имат транскрипционни фактори, които регулират стъпките (иницииране и удължаване) на полимеризацията на РНК.
Каква е разликата между прокариотната и еукариотната РНК полимераза?
Прокариотна срещу еукариотна РНК полимераза |
|
| Прокариотната РНК полимераза е ензим от единичен тип мулти субединици, който е отговорен за прокариотната транскрипция. | Еукариотните РНК полимерази са различни видове ензими, които извършват еукариотната транскрипция. |
| Молекулно тегло | |
| Молекулното тегло на прокариотната РНК полимераза е приблизително 400 KDa. | Молекулното тегло на еукариотните РНК полимерази е повече от 500 kD. |
| Транскрипционни фактори | |
| Прокариотната РНК полимераза има транскрипционни фактори като сигма фактор и nusA. | Еукариотните РНК полимерази имат различни транскрипционни фактори за започване и удължаване като; TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ |
| Коефициент на прекратяване | |
| Прокариотната РНК полимераза има "rho фактор" за терминиране. | Еукариотните РНК полимерази имат различни терминиращи последователности като sal кутия, поли А опашка, деоксиаденилатни остатъци. |
| Промоутъри | |
| Прокариотната РНК полимераза разпознава промотора в -10 до -35 регион в ДНК, известен като TATA box. | Еукариотните РНК полимерази разпознават различни промотори1. |
| Природа на иРНК | |
| Прокариотната РНК полимераза произвежда полицистронна иРНК. | Еукариотната РНК полимераза II произвежда моноцистронна иРНК. |
1 РНК полимераза I разпознава промоторите нагоре по веригата между -45 до +25 области в ДНК. РНК полимераза II разпознава промоторите нагоре по веригата между -25 до -100 региони в ДНК като (TATA кутия, CAAT кутия и GC кутия). РНК полимераза III разпознава вътрешните промотори надолу по веригата.
Обобщение – прокариотна срещу еукариотна РНК полимераза
РНК полимеразата е ензимът, отговорен за РНК полимеризацията, известна като транскрипция в живата клетка. РНК полимеразата също се нарича ДНК-насочена РНК полимераза, тъй като използва ДНК като шаблон. При транскрипция РНК полимеразата обикновено отваря двойноверижната ДНК, така че една ДНК верига може да се използва като шаблон за процеса на синтезиране на РНК молекула. РНК полимеразата може да породи иРНК, рРНК и тРНК. Транскрипционните фактори и транскрипционно медиираният комплекс ръководят РНК полимеразата в процеса на транскрипция. Транскрипцията има три стъпки; начало, удължаване и завършване. Това може да се подчертае като разликата между прокариотната и еукариотната РНК полимераза.
Изтеглете PDF версията на прокариотна срещу еукариотна РНК полимераза
Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележката за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между прокариотна и еукариотна РНК полимераза
