Diferența cheie – ARN polimerază procariotă vs eucariotă
ARN polimeraza este enzima care este responsabilă de procesul de transcripție care are loc în toate organismele vii. ARN polimeraza este o enzimă cu greutate moleculară mare. Denumirea oficială a ARN polimerazei este ARN polimerază direcționată de ADN. În timpul transcripției, ARN polimeraza deschide ADN-ul dublu catenar, astfel încât o catenă de ADN poate fi utilizată ca șablon pentru procesul de sinteză a unei molecule de ARNm. Generarea de molecule de ARN (ARNm, ARNr și ARNt) este o etapă extrem de importantă în sinteza proteinelor (traducere). Factorii de transcripție și complecșii mediați de transcripție ghidează enzima ARN polimerază pentru a iniția transcripția într-o celulă vie. ARN polimeraza se atașează de regiunea promotoare a genei (ADN) și începe transcripția catalizată de ARN polimerază. Transcripția procariotă și eucariotă diferă în principal datorită diferenței dintre enzima ARN polimerază. Diferența cheie dintre ARN-polimeraza procariotă și eucariotă este că transcripția procariotă este efectuată de un singur tip de subunități multiple de ARN polimerază. Dimpotrivă, transcripția eucariotă este catalizată de trei tipuri diferite de ARN polimeraze numite ARN polimerază I (transcrie ARNr), ARN polimerază II (transcrie ARNm) și ARN polimerază III (transcrie tARN).
Ce este ARN-polimeraza procariotă?
ARN-polimeraza procariotă este o enzimă grea cu mai multe subunități. ARN polimeraza E coli este studiată pe larg. Aceasta este o enzimă complexă care are o greutate moleculară de 450 KDa. Holoenzima constă din două componente principale. Sunt enzime de bază și factori de transcripție. Componenta de bază a enzimei are cinci subunități, cum ar fi β’, β, αI, αII și ω. Factorii de transcripție sunt factor sigma (inițiere), nusA (alungire).
Din acești factori, β´ are funcția de legare a ADN-ului. Și factorul β are locul catalitic care realizează polimerizarea ARN. Funcțiile factorilor α și ω nu sunt încă descoperite. Unii spun că factorul alfa (α) este responsabil pentru inițierea lanțului și interacțiunea cu proteinele reglatoare. Funcția principală a factorului sigma este recunoașterea promotorului. Odată ce promotorul din ADN este recunoscut de factorul sigma, componenta coenzimă a ARN polimerazei se leagă de regiunea promotorului și inițiază polimerizarea ARN. Odată ce începe transcripția, factorul sigma se eliberează din ADN. Alungirea moleculei de ARN se face prin subunitatea β. În terminarea lanțului, „factorul rho” eliberează molecula de ARN deja transcrisă.
Figura 01: ARN-polimeraza procariotă
Transcripția se termină la locurile specificate de șablonul ADN. Factorul nusA este implicat în funcția de alungire, precum și de terminarea lanțului. Antibioticul rifampicina se poate lega de subunitatea beta a ARN polimerazei bacteriene. Prin urmare, împiedică enzima să inițieze polimerizarea ARN bacterian. Un alt antibiotic cunoscut sub numele de streptolidigin inhibă procesul de alungire al polimerizării ARN bacterian. ARNm-ul procariotelor este policistronic, adică conține codoni ai mai multor cistron (mai mult de o genă).
Ce este ARN-polimeraza eucariotă?
ARN polimerazele eucariote sunt trei tipuri diferite. Ei transcriu diferite clase de gene. Și, de asemenea, funcționează în diferite condiții. Factorii de inițiere și de terminare (factorii sigma și rho) sunt complet diferiți de omologii ARN polimerazei procariote. Cele trei ARN polimeraze diferite sunt denumite ca: ARN polimeraza I (transcrie ARNr), ARN polimeraza II (transcrie ARNm) și ARN polimeraza III (transcrie ARNt). ARN polimeraza I este localizată în nucleol, iar enzima necesită Mg2+ pentru activitatea sa. ARN polimeraza II se află în nucleoplasmă și are nevoie de ATP pentru activitatea sa. ARN polimeraza III este, de asemenea, localizată în nucleoplasmă.
Promotorii acestor ARN polimeraze sunt diferiți. ARN polimeraza I recunoaște promotorii în amonte între -45 și +25 regiuni din ADN. ARN polimeraza II recunoaște promotorii în amonte între -25 și -100 de regiuni din ADN, cum ar fi (cutie TATA, cutie CAAT și cutie GC). ARN polimeraza III recunoaște promotorii interni din aval.
Figura 02: ARN-polimeraza eucariotă
ARN polimerazele eucariote sunt complexe mari care sunt alcătuite din proteine cu mai multe subunități de 500 kDa sau mai mult. Au diferiți factori de transcripție pentru procesul de inițiere și procesul de alungire, cum ar fi TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. Polimerizarea ARN se termină prin ARN polimeraza I după recunoașterea casetei Sal. Terminarea polimerizării ARN de către ARN polimeraza II are loc după recunoașterea semnalelor din aval cunoscute sub numele de coadă poliA. Și ARN polimeraza III recunoaște reziduurile de deoxiadenilat de pe șablon și termină transcripția. ARNm eucariotic este întotdeauna monocistronic.
Care sunt asemănările dintre ARN-polimeraza procariotă și eucariotă?
- Ambele sunt implicate în sintetizarea ARN.
- Ambele folosesc DNA ca șablon.
- Ambele sunt proteine mari.
- Ambele au factor sigma care inițiază transcrierea.
- Ambele au factori de transcripție care reglează etapele (inițierea și alungirea) polimerizării ARN.
Care este diferența dintre ARN-polimeraza procariotă și eucariotă?
ARN polimerază procariotă vs eucariotă |
|
| ARN-polimeraza procariotă este o enzimă unică de tip multisubunități care este responsabilă de transcripția procariotă. | ARN-polimerazele eucariote sunt diferite tipuri de enzime care realizează transcripția eucariotă. |
| Greutate moleculară | |
| Greutatea moleculară a ARN polimerazei procariote este de aproximativ 400 KDa. | Greutatea moleculară a ARN polimerazelor eucariote este mai mare de 500 kD. |
| Factori de transcriere | |
| ARN polimeraza procariotă are factori de transcripție precum factorul sigma și nusA. | ARN polimerazele eucariote au diferiți factori de transcripție pentru inițiere și alungire, cum ar fi; TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ |
| Factor de terminare | |
| ARN-polimeraza procariotă are „factor rho” pentru terminare. | ARN-polimerazele eucariote au secvențe de terminare diferite, cum ar fi cutia de sal, coada poli A, reziduuri de deoxiadenilat. |
| promotori | |
| ARN-polimeraza procariotă recunoaște promotorul din regiunea -10 până la -35 din ADN-ul cunoscut sub numele de cutie TATA. | Arn polimerazele eucariote recunosc diferiți promotori1. |
| Natura ARNm | |
| ARN-polimeraza procariotă produce ARNm policistronic. | ARN-polimeraza eucariotă II produce ARNm monocistronic. |
1 ARN polimeraza I recunoaște promotorii din amonte între -45 și +25 regiuni din ADN. ARN polimeraza II recunoaște promotorii în amonte între -25 și -100 de regiuni din ADN, cum ar fi (cutie TATA, cutie CAAT și cutie GC). ARN polimeraza III recunoaște promotorii interni din aval.
Rezumat – ARN-polimeraza procariotă vs eucariotă
ARN polimeraza este enzima responsabilă pentru polimerizarea ARN cunoscută sub numele de transcripție în celula vie. ARN polimeraza este denumită și ARN polimerază direcționată de ADN deoarece folosește ADN-ul ca șablon. În transcripție, ARN polimeraza deschide în mod normal ADN-ul dublu catenar, astfel încât o catenă de ADN poate fi utilizată ca matriță pentru procesul de sinteză a moleculei de ARN. ARN polimeraza poate da naștere ARNm, ARNr și ARNt. Factorii de transcripție și complexul mediat de transcripție ghidează ARN polimeraza în procesul de transcripție. Transcrierea are trei etape; inițiere, alungire și terminare. Acest lucru poate fi evidențiat ca diferența dintre ARN-polimeraza procariotă și eucariotă.
Descărcați versiunea PDF a ARN-polimerazei procariote vs eucariote
Puteți descărca versiunea PDF a acestui articol și o puteți utiliza în scopuri offline, conform nota de citare. Vă rugăm să descărcați versiunea PDF aici Diferența dintre ARN-polimeraza procariotă și eucariotă
