Kľúčový rozdiel – prokaryotická vs eukaryotická RNA polymeráza
RNA polymeráza je enzým, ktorý je zodpovedný za proces transkripcie, ktorý prebieha vo všetkých živých organizmoch. RNA polymeráza je enzým s vysokou molekulovou hmotnosťou. Oficiálny názov RNA polymerázy je DNA-riadená RNA polymeráza. Počas transkripcie RNA polymeráza otvára dvojvláknovú DNA, takže jedno vlákno DNA môže byť použité ako templát pre proces syntézy molekuly mRNA. Generovanie molekúl RNA (mRNA, rRNA a tRNA) je mimoriadne dôležitým krokom v syntéze (translácii) proteínov. Transkripčné faktory a komplexy sprostredkované transkripciou riadia enzým RNA polymerázu na spustenie transkripcie v živej bunke. RNA polymeráza sa pripojí k promótorovej oblasti génu (DNA) a spustí transkripciu katalyzovanú RNA polymerázou. Prokaryotická a eukaryotická transkripcia sa líši najmä v dôsledku rozdielu v enzýme RNA polymeráza. Kľúčový rozdiel medzi prokaryotickou a eukaryotickou RNA polymerázou je v tom, že prokaryotická transkripcia sa uskutočňuje pomocou jedného typu RNA polymerázy s viacerými podjednotkami. Naopak, eukaryotická transkripcia je katalyzovaná tromi rôznymi typmi RNA polymeráz nazývaných RNA polymeráza I (prepis rRNA), RNA polymeráza II (prepis mRNA) a RNA polymeráza III (prepis tRNA).
Čo je prokaryotická RNA polymeráza?
Prokaryotická RNA polymeráza je ťažký enzým s viacerými podjednotkami. RNA polymeráza E coli je rozsiahlo študovaná. Ide o komplexný enzým, ktorý má molekulovú hmotnosť 450 kDa. Holoenzým pozostáva z dvoch hlavných zložiek. Sú to základné enzýmové a transkripčné faktory. Zložka jadrového enzýmu má päť podjednotiek, ako sú β', β, al, al a ω. Transkripčné faktory sú sigma faktor (iniciácia), nusA (elongácia).
Z týchto faktorov má β´ funkciu väzby na DNA. A faktor β má katalytické miesto, ktoré vykonáva polymerizáciu RNA. Funkcie faktorov α a ω ešte nie sú objavené. Niektorí hovoria, že faktor alfa (α) je zodpovedný za iniciáciu reťazca a interakciu s regulačnými proteínmi. Hlavnou funkciou sigma faktora je rozpoznávanie promótora. Akonáhle je promótor v DNA rozpoznaný sigma faktorom, koenzýmová zložka RNA polymerázy sa viaže s promótorovou oblasťou a iniciuje polymerizáciu RNA. Akonáhle začne transkripcia, sigma faktor sa uvoľní z DNA. Predlžovanie molekuly RNA sa uskutočňuje β podjednotkou. Pri ukončení reťazca uvoľňuje „faktor rho“už prepísanú molekulu RNA.
Obrázok 01: Prokaryotická RNA polymeráza
Transkripcia končí na miestach špecifikovaných šablónou DNA. Faktor nusA sa podieľa na funkcii predlžovania, ako aj ukončenia reťazca. Antibiotikum rifampicín sa môže viazať na beta podjednotku bakteriálnej RNA polymerázy. Tým bráni enzýmu iniciovať bakteriálnu polymerizáciu RNA. Ďalšie antibiotikum známe ako streptolydigín inhibuje proces predlžovania bakteriálnej polymerizácie RNA. Prokaryotná mRNA je polycistronická, čo znamená, že obsahuje kodóny viac ako jedného cistrónu (viac ako jeden gén).
Čo je eukaryotická RNA polymeráza?
Eukaryotické RNA polymerázy sú tri rôzne typy. Prepisujú rôzne triedy génov. A tiež fungovať v rôznych podmienkach. Iniciačné a ukončovacie faktory (faktory sigma a rho) sú úplne odlišné od náprotivkov prokaryotických RNA polymeráz. Tri rôzne RNA polymerázy sú pomenované ako RNA polymeráza I (prepisuje rRNA), RNA polymeráza II (prepisuje mRNA) a RNA polymeráza III (prepisuje tRNA). RNA polymeráza I sa nachádza v jadierku a enzým na svoju aktivitu vyžaduje Mg2+. RNA polymeráza II je v nukleoplazme a na svoju činnosť potrebuje ATP. RNA polymeráza III sa tiež nachádza v nukleoplazme.
Promótory pre tieto RNA polymerázy sú rôzne. RNA polymeráza I rozpoznáva promótory v protismere medzi -45 až +25 oblasťami v DNA. RNA polymeráza II rozpoznáva promótory v protismere medzi -25 až -100 oblasťami v DNA, ako sú (TATA box, CAAT box a GC box). RNA polymeráza III rozpoznáva následné vnútorné promótory.
Obrázok 02: Eukaryotická RNA polymeráza
Eukaryotické RNA polymerázy sú veľký komplex, ktorý pozostáva z viacerých podjednotkových proteínov s veľkosťou 500 kDa alebo viac. Majú rôzne transkripčné faktory pre proces iniciácie a proces predlžovania, ako sú TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. Polymerizácia RNA je ukončená RNA polymerázou I po rozpoznaní Sal boxu. K ukončeniu polymerizácie RNA RNA polymerázou II dochádza po rozpoznaní následných signálov známych ako polyA chvost. A RNA polymeráza III rozpoznáva deoxyadenylátové zvyšky na templáte a ukončuje transkripciu. Eukaryotická mRNA je vždy monocistrónna.
Aké sú podobnosti medzi prokaryotickou a eukaryotickou RNA polymerázou?
- Obaja sa podieľajú na syntéze RNA.
- Obaja používajú DNA ako šablónu.
- Obaja sú veľké bielkoviny.
- Obe majú sigma faktor, ktorý iniciuje transkripciu.
- Obe majú transkripčné faktory, ktoré regulujú kroky (iniciácia a predĺženie) polymerizácie RNA.
Aký je rozdiel medzi prokaryotickou a eukaryotickou RNA polymerázou?
Prokaryotická vs eukaryotická RNA polymeráza |
|
| Prokaryotická RNA polymeráza je jediný enzým typu s viacerými podjednotkami, ktorý je zodpovedný za prokaryotickú transkripciu. | Eukaryotické RNA polymerázy sú rôzne typy enzýmov, ktoré vykonávajú eukaryotickú transkripciu. |
| Molekulová hmotnosť | |
| Molekulová hmotnosť prokaryotickej RNA polymerázy je približne 400 kDa. | Molekulová hmotnosť eukaryotických RNA polymeráz je viac ako 500 kD. |
| Prepisové faktory | |
| Prokaryotická RNA polymeráza má transkripčné faktory ako sigma faktor a nusA. | Eukaryotické RNA polymerázy majú rôzne transkripčné faktory pre iniciáciu a predĺženie, ako napr. TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ |
| Faktor ukončenia | |
| Prokaryotická RNA polymeráza má na ukončenie „rho faktor“. | Eukaryotické RNA polymerázy majú rôzne terminačné sekvencie ako sal box, poly A chvost, deoxyadenylátové zvyšky. |
| Promotéri | |
| Prokaryotická RNA polymeráza rozpoznáva promótor v oblasti -10 až -35 v DNA známej ako TATA box. | Eukaryotické RNA polymerázy rozpoznávajú rôzne promótory1. |
| Povaha mRNA | |
| Prokaryotická RNA polymeráza produkuje polycistronickú mRNA. | Eukaryotická RNA polymeráza II produkuje monocistrónnu mRNA. |
1 RNA polymeráza I rozpoznáva promótory v protismere medzi -45 až +25 oblasťami v DNA. RNA polymeráza II rozpoznáva promótory v protismere medzi -25 až -100 oblasťami v DNA, ako sú (TATA box, CAAT box a GC box). RNA polymeráza III rozpoznáva následné vnútorné promótory.
Zhrnutie – Prokaryotická vs eukaryotická RNA polymeráza
RNA polymeráza je enzým zodpovedný za polymerizáciu RNA známy ako transkripcia v živej bunke. RNA polymeráza je tiež pomenovaná ako DNA-riadená RNA polymeráza, pretože používa DNA ako templát. Pri transkripcii RNA polymeráza normálne otvára dvojvláknovú DNA, takže jedno vlákno DNA možno použiť ako templát pre proces syntézy molekuly RNA. RNA polymeráza môže viesť k vzniku mRNA, rRNA a tRNA. Transkripčné faktory a komplex sprostredkovaný transkripciou riadia RNA polymerázu v procese transkripcie. Transkripcia má tri kroky; iniciácia, predĺženie a ukončenie. Toto možno zdôrazniť ako rozdiel medzi prokaryotickou a eukaryotickou RNA polymerázou.
Stiahnite si PDF verziu prokaryotickej vs eukaryotickej RNA polymerázy
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi prokaryotickou a eukaryotickou RNA polymerázou
