Klíčový rozdíl – prokaryotická vs eukaryotická RNA polymeráza
RNA polymeráza je enzym, který je zodpovědný za proces transkripce, který probíhá ve všech živých organismech. RNA polymeráza je enzym s vysokou molekulovou hmotností. Oficiální název RNA polymerázy je DNA-řízená RNA polymeráza. Během transkripce RNA polymeráza otevře dvouvláknovou DNA, takže jedno vlákno DNA může být použito jako templát pro proces syntézy molekuly mRNA. Generování molekul RNA (mRNA, rRNA a tRNA) je extrémně důležitým krokem v syntéze proteinů (translaci). Transkripční faktory a komplexy zprostředkované transkripcí vedou enzym RNA polymerázu k zahájení transkripce v živé buňce. RNA polymeráza se připojí k promotorové oblasti genu (DNA) a spustí transkripci katalyzovanou RNA polymerázou. Prokaryotická a eukaryotická transkripce se liší především v důsledku rozdílu v enzymu RNA polymerázy. Klíčový rozdíl mezi prokaryotickou a eukaryotickou RNA polymerázou je v tom, že prokaryotická transkripce se provádí jediným typem RNA polymerázy s více podjednotkami. Naopak eukaryotická transkripce je katalyzována třemi různými typy RNA polymeráz pojmenovaných jako RNA polymeráza I (přepis rRNA), RNA polymeráza II (přepis mRNA) a RNA polymeráza III (přepis tRNA).
Co je prokaryotická RNA polymeráza?
Prokaryotická RNA polymeráza je vícepodjednotkový těžký enzym. RNA polymeráza E coli je rozsáhle studována. Jedná se o komplexní enzym, který má molekulovou hmotnost 450 kDa. Holoenzym se skládá ze dvou hlavních složek. Jsou to základní enzymatické a transkripční faktory. Složka jádra enzymu má pět podjednotek, jako jsou β', β, al, al a ω. Transkripční faktory jsou sigma faktor (iniciace), nusA (elongace).
Z těchto faktorů má β´ funkci vazby na DNA. A faktor β má katalytické místo, které provádí polymeraci RNA. Funkce faktorů α a ω zatím nebyly objeveny. Někteří říkají, že faktor alfa (α) je zodpovědný za iniciaci řetězce a interakci s regulačními proteiny. Hlavní funkcí sigma faktoru je rozpoznání promotoru. Jakmile je promotor v DNA rozpoznán sigma faktorem, koenzymová složka RNA polymerázy se váže s oblastí promotoru a iniciuje polymeraci RNA. Jakmile začne transkripce, sigma faktor se uvolní z DNA. Prodlužování molekuly RNA se provádí pomocí β podjednotky. Při ukončení řetězce uvolňuje „faktor rho“již transkribovanou molekulu RNA.
Obrázek 01: Prokaryotická RNA polymeráza
Transkripce končí v místech určených templátem DNA. Faktor nusA se podílí na funkci prodloužení i ukončení řetězce. Antibiotikum rifampicin se může vázat s beta podjednotkou bakteriální RNA polymerázy. Tím brání enzymu iniciovat bakteriální polymeraci RNA. Další antibiotikum známé jako streptolydigin inhibuje proces prodlužování bakteriální polymerace RNA. Prokaryotní mRNA je polycistronická, což znamená, že obsahuje kodony více než jednoho cistronu (více než jednoho genu).
Co je eukaryotická RNA polymeráza?
Eukaryotické RNA polymerázy jsou tři různé typy. Přepisují různé třídy genů. A také fungovat za různých podmínek. Iniciační a ukončovací faktory (faktory sigma a rho) jsou zcela odlišné od protějšků prokaryotických RNA polymeráz. Tři různé RNA polymerázy jsou pojmenovány jako RNA polymeráza I (přepisuje rRNA), RNA polymeráza II (přepisuje mRNA) a RNA polymeráza III (přepisuje tRNA). RNA polymeráza I se nachází v jadérku a enzym ke své činnosti vyžaduje Mg2+. RNA polymeráza II je v nukleoplazmě a ke své činnosti potřebuje ATP. RNA polymeráza III se také nachází v nukleoplazmě.
Promotory pro tyto RNA polymerázy jsou různé. RNA polymeráza I rozpoznává promotory v protisměru mezi -45 až +25 oblastmi v DNA. RNA polymeráza II rozpoznává promotory v upstreamu mezi -25 až -100 oblastmi v DNA, jako je (TATA box, CAAT box a GC box). RNA polymeráza III rozpoznává downstream vnitřní promotory.
Obrázek 02: Eukaryotická RNA polymeráza
Eukaryotické RNA polymerázy jsou velký komplex, který se skládá z více podjednotek proteinů o velikosti 500 kDa nebo více. Mají různé transkripční faktory pro proces iniciace a proces prodlužování, jako je TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. Polymerizace RNA je ukončena RNA polymerázou I po rozpoznání Sal boxu. Ukončení polymerizace RNA RNA polymerázou II nastává po rozpoznání následných signálů známých jako polyA ocas. A RNA polymeráza III rozpoznává deoxyadenylátové zbytky na templátu a ukončuje transkripci. Eukaryotická mRNA je vždy monocistronní.
Jaké jsou podobnosti mezi prokaryotickou a eukaryotickou RNA polymerázou?
- Oba se podílejí na syntéze RNA.
- Oba používají DNA jako šablonu.
- Oba jsou velké bílkoviny.
- Oba mají sigma faktor, který iniciuje transkripci.
- Oba mají transkripční faktory, které regulují kroky (iniciace a elongace) polymerace RNA.
Jaký je rozdíl mezi prokaryotickou a eukaryotickou RNA polymerázou?
Prokaryotická vs eukaryotická RNA polymeráza |
|
| Prokaryotická RNA polymeráza je jediný enzym typu s více podjednotkami, který je zodpovědný za prokaryotickou transkripci. | Eukaryotické RNA polymerázy jsou různé typy enzymů, které provádějí eukaryotickou transkripci. |
| Molekulová hmotnost | |
| Molekulová hmotnost prokaryotické RNA polymerázy je přibližně 400 kDa. | Molekulová hmotnost eukaryotických RNA polymeráz je více než 500 kD. |
| Přepisové faktory | |
| Prokaryotická RNA polymeráza má transkripční faktory, jako je sigma faktor a nusA. | Eukaryotické RNA polymerázy mají různé transkripční faktory pro iniciaci a prodloužení, jako je; TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ |
| Faktor ukončení | |
| Prokaryotická RNA polymeráza má pro ukončení „rho faktor“. | Eukaryotické RNA polymerázy mají různé terminační sekvence, jako je sal box, poly A ocas, deoxyadenylátové zbytky. |
| Promotéři | |
| Prokaryotická RNA polymeráza rozpoznává promotor v oblasti -10 až -35 v DNA známé jako TATA box. | Eukaryotické RNA polymerázy rozpoznávají různé promotory1. |
| Povaha mRNA | |
| Prokaryotická RNA polymeráza produkuje polycistronní mRNA. | Eukaryotická RNA polymeráza II produkuje monocistronní mRNA. |
1 RNA polymeráza I rozpoznává promotory v protisměru mezi -45 až +25 oblastmi v DNA. RNA polymeráza II rozpoznává promotory v upstreamu mezi -25 až -100 oblastmi v DNA, jako je (TATA box, CAAT box a GC box). RNA polymeráza III rozpoznává downstream vnitřní promotory.
Shrnutí – Prokaryotická vs eukaryotická RNA polymeráza
RNA polymeráza je enzym zodpovědný za polymeraci RNA známý jako transkripce v živé buňce. RNA polymeráza je také pojmenována jako DNA-řízená RNA polymeráza, protože používá DNA jako templát. Při transkripci RNA polymeráza normálně otevírá dvouřetězcovou DNA, takže jeden řetězec DNA může být použit jako templát pro proces syntézy molekuly RNA. RNA polymeráza může dát vzniknout mRNA, rRNA a tRNA. Transkripční faktory a komplex zprostředkovaný transkripcí řídí RNA polymerázu v procesu transkripce. Transkripce má tři kroky; iniciace, prodloužení a ukončení. To lze zvýraznit jako rozdíl mezi prokaryotickou a eukaryotickou RNA polymerázou.
Stáhněte si PDF verzi prokaryotické vs eukaryotické RNA polymerázy
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citace. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi prokaryotickou a eukaryotickou RNA polymerázou
