Peamine erinevus – prokarüootne vs eukarüootne RNA polümeraas
RNA polümeraas on ensüüm, mis vastutab kõigis elusorganismides toimuva transkriptsiooniprotsessi eest. RNA polümeraas on suure molekulmassiga ensüüm. RNA polümeraasi ametlik nimetus on DNA-suunaline RNA polümeraas. Transkriptsiooni käigus avab RNA polümeraas kaheahelalise DNA, nii et ühte DNA ahelat saab kasutada mRNA molekuli sünteesi protsessi mallina. RNA (mRNA, rRNA ja tRNA) molekulide genereerimine on valkude sünteesi (translatsiooni) äärmiselt oluline samm. Transkriptsioonifaktorid ja transkriptsiooni vahendatud kompleksid suunavad RNA polümeraasi ensüümi transkriptsiooni algatamiseks elusrakus. RNA polümeraas kinnitub geeni promootorpiirkonnale (DNA) ja käivitab RNA polümeraasi katalüüsitud transkriptsiooni. Prokarüootne ja eukarüootne transkriptsioon erineb peamiselt RNA polümeraasi ensüümi erinevuse tõttu. Peamine erinevus prokarüootse ja eukarüootse RNA polümeraasi vahel on see, et prokarüootset transkriptsiooni teostab üks RNA polümeraasi mitme subühiku tüüp. Vastupidi, eukarüootset transkriptsiooni katalüüsivad kolm erinevat tüüpi RNA polümeraasi, mida nimetatakse RNA polümeraas I (rRNA transkribeerimine), RNA polümeraas II (mRNA transkribeerimine) ja RNA polümeraas III (tRNA transkribeerimine).
Mis on prokarüootne RNA polümeraas?
Prokarüootne RNA polümeraas on mitme alaühikuga raske ensüüm. E coli RNA polümeraasi on põhjalikult uuritud. See on kompleksne ensüüm, mille molekulmass on 450 kDa. Holoensüüm koosneb kahest põhikomponendist. Need on põhilised ensüümi- ja transkriptsioonifaktorid. Ensüümi põhikomponendil on viis alaühikut, nagu β', β, αI, αII ja ω. Transkriptsioonifaktorid on sigmafaktor (initsiatsioon), nusA (pikenemine).
Nendest teguritest täidab β´ DNA sidumise funktsiooni. Ja β-faktoril on katalüütiline sait, mis viib läbi RNA polümerisatsiooni. Faktorite α ja ω funktsioone ei ole veel avastatud. Mõned ütlevad, et alfa-faktor (α) vastutab ahela initsiatsiooni ja regulatoorsete valkudega interaktsiooni eest. Sigmafaktori põhifunktsioon on promootori äratundmine. Kui sigmafaktor tuvastab DNA-s oleva promootori, seondub RNA polümeraasi koensüümkomponent promootorpiirkonnaga ja käivitab RNA polümerisatsiooni. Kui transkriptsioon algab, vabaneb sigmafaktor DNA-st. RNA molekuli pikendab β-subühik. Ahela lõpus vabastab "rho tegur" juba transkribeeritud RNA molekuli.
Joonis 01: Prokarüootne RNA polümeraas
Transkriptsioon lõpeb DNA matriitsi määratud kohtades. Tegur nusA osaleb nii pikenemise kui ka ahela lõpetamise funktsioonis. Antibiootikum rifampitsiin võib seostuda bakteriaalse RNA polümeraasi beeta-subühikuga. Seega takistab see ensüümil bakteriaalse RNA polümerisatsiooni algatamist. Teine antibiootikum, mida tuntakse streptolüdiginina, pärsib bakteriaalse RNA polümerisatsiooni pikenemise protsessi. Prokarüootide mRNA on polütsistrooniline, mis tähendab, et see sisaldab rohkem kui ühe tsistroni (rohkem kui ühe geeni) koodoneid.
Mis on eukarüootne RNA polümeraas?
Eukarüootseid RNA polümeraase on kolme erinevat tüüpi. Nad transkribeerivad erinevaid geeniklasse. Ja toimivad ka erinevates tingimustes. Initsieerivad ja lõpetavad tegurid (sigma ja rho tegurid) on täiesti erinevad prokarüootse RNA polümeraasi analoogidest. Kolme erinevat RNA polümeraasi nimetatakse RNA polümeraas I (transkribeerib rRNA), RNA polümeraas II (transkribeerib mRNA) ja RNA polümeraas III (transkribeerib tRNA-d). RNA polümeraas I asub tuumas ja ensüüm vajab oma aktiivsuseks Mg2+. RNA polümeraas II asub nukleoplasmas ja vajab oma tegevuseks ATP-d. RNA polümeraas III paikneb samuti nukleoplasmas.
Nende RNA polümeraaside promootorid on erinevad. RNA polümeraas I tunneb ära promootorid DNA ülesvoolu vahemikus -45 kuni +25. RNA polümeraas II tunneb ära promootorid DNA ülesvoolu -25 kuni -100 piirkonnas, näiteks (TATA kast, CAAT kast ja GC kast). RNA polümeraas III tunneb ära allavoolu sisemised promootorid.
Joonis 02: Eukarüootne RNA polümeraas
Eukarüootsed RNA polümeraasid on suured kompleksid, mis koosnevad 500 kDa või enamatest valkudest. Neil on initsiatsiooni- ja pikenemisprotsessi jaoks erinevad transkriptsioonifaktorid, näiteks TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. RNA polümerisatsioon lõpeb RNA polümeraas I poolt pärast Sal boxi äratundmist. RNA polümerisatsiooni lõpetamine RNA polümeraas II poolt toimub pärast allavoolu signaalide tuvastamist, mida nimetatakse polüA sabaks. Ja RNA polümeraas III tunneb matriitsil ära desoksüadenülaadi jäägid ja lõpetab transkriptsiooni. Eukarüootne mRNA on alati monotsistrooniline.
Millised on prokarüootse ja eukarüootse RNA polümeraasi sarnasused?
- Mõlemad osalevad RNA sünteesis.
- Mõlemad kasutavad mallina DNA-d.
- Mõlemad on suured valgud.
- Mõlemal on sigmafaktor, mis käivitab transkriptsiooni.
- Mõlemal on transkriptsioonifaktorid, mis reguleerivad RNA polümerisatsiooni etappe (initsiatsioon ja pikenemine).
Mis vahe on prokarüootsel ja eukarüootsel RNA polümeraasil?
Prokarüootne vs eukarüootne RNA polümeraas |
|
| Prokarüootne RNA polümeraas on üks mitme subühiku tüüpi ensüüm, mis vastutab prokarüootse transkriptsiooni eest. | Eukarüootsed RNA polümeraasid on erinevat tüüpi ensüümid, mis teostavad eukarüootset transkriptsiooni. |
| Molekulmass | |
| Prokarüootse RNA polümeraasi molekulmass on ligikaudu 400 kDa. | Eukarüootsete RNA polümeraaside molekulmass on üle 500 kD. |
| Transkriptsioonifaktorid | |
| Prokarüootsel RNA polümeraasil on transkriptsioonifaktorid nagu sigmafaktor ja nusA. | Eukarüootsetel RNA polümeraasidel on erinevad transkriptsioonifaktorid initsiatsiooniks ja pikenemiseks, näiteks; TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ |
| Lõpetamise tegur | |
| Prokarüootsel RNA polümeraasil on terminatsiooniks "rho-faktor". | Eukarüootsetel RNA polümeraasidel on erinevad terminatsioonijärjestused, nagu sal box, polü A saba, desoksüadenülaadi jäägid. |
| Promootorid | |
| Prokarüootne RNA polümeraas tunneb ära promootori DNA piirkonnas -10 kuni -35, mida tuntakse TATA kasti nime all. | Eukarüootsed RNA polümeraasid tunnevad ära erinevad promootorid1. |
| MRNA olemus | |
| Prokarüootne RNA polümeraas toodab polütsistroonilist mRNA-d. | Eukarüootne RNA polümeraas II toodab monotsistroonilist mRNA-d. |
1 RNA polümeraas I tunneb ära promootorid DNA ülesvoolu vahemikus -45 kuni +25 piirkonnas. RNA polümeraas II tunneb ära promootorid DNA ülesvoolu -25 kuni -100 piirkonnas, näiteks (TATA kast, CAAT kast ja GC kast). RNA polümeraas III tunneb ära allavoolu sisemised promootorid.
Kokkuvõte – prokarüootne vs eukarüootne RNA polümeraas
RNA polümeraas on ensüüm, mis vastutab RNA polümerisatsiooni eest, mida tuntakse transkriptsioonina elusrakkudes. RNA polümeraasi nimetatakse ka DNA-suunaliseks RNA polümeraasiks, kuna see kasutab mallina DNA-d. Transkriptsioonis avab RNA polümeraas tavaliselt kaheahelalise DNA, nii et ühte DNA ahelat saab kasutada RNA molekuli sünteesi protsessi mallina. RNA polümeraas võib tekitada mRNA, rRNA ja tRNA. Transkriptsioonifaktorid ja transkriptsiooni vahendatud kompleks juhivad RNA polümeraasi transkriptsiooniprotsessis. Transkriptsioonil on kolm etappi; initsiatsioon, pikenemine ja lõpetamine. Seda võib esile tuua kui erinevust prokarüootse ja eukarüootse RNA polümeraasi vahel.
Laadi alla prokarüootse vs eukarüootse RNA polümeraasi PDF-versioon
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkusele. Laadige PDF-versioon alla siit. Erinevus prokarüootse ja eukarüootse RNA polümeraasi vahel
