Nøgleforskel – prokaryot vs eukaryot RNA-polymerase
RNA-polymerase er det enzym, der er ansvarlig for transkriptionsprocessen, der finder sted i alle levende organismer. RNA-polymerase er et enzym med høj molekylvægt. Det officielle navn på RNA-polymerase er den DNA-rettede RNA-polymerase. Under transkriptionen åbner RNA-polymerase det dobbeltstrengede DNA, så en DNA-streng kan bruges som skabelon for processen med at syntetisere et mRNA-molekyle. Generering af RNA (mRNA, rRNA og tRNA) molekyler er et ekstremt vigtigt trin i proteinsyntesen (translation). Transkriptionsfaktorer og transkriptionsmedierede komplekser styrer RNA-polymeraseenzymet til at initiere transkriptionen i en levende celle. RNA-polymerase binder sig til promotorregionen af genet (DNA) og starter den RNA-polymerase-katalyserede transkription. Prokaryot og eukaryotisk transkription adskiller sig hovedsageligt på grund af forskellen i RNA-polymeraseenzym. Den vigtigste forskel mellem prokaryot og eukaryotisk RNA-polymerase er, at den prokaryote transkription udføres af en enkelt multi-underenhedstype af RNA-polymerase. Tværtimod katalyseres den eukaryote transkription af tre forskellige typer RNA-polymeraser benævnt RNA-polymerase I (transkriberer rRNA), RNA-polymerase II (transkriberer mRNA) og RNA-polymerase III (transkriberer tRNA).
Hvad er prokaryot RNA-polymerase?
Den prokaryote RNA-polymerase er et tungt enzym med flere underenheder. RNA-polymerasen af E coli er grundigt undersøgt. Dette er et komplekst enzym, som har en molekylvægt på 450 KDa. Holoenzymet består af to hovedkomponenter. De er kerneenzym- og transkriptionsfaktorer. Kerneenzymkomponenten har fem underenheder såsom β', β, αI, αII og ω. Transskriptionsfaktorerne er sigma-faktor (initiering), nusA (elongation).
Ud af disse faktorer har β´ funktionen af DNA-binding. Og β-faktor har det katalytiske sted, der udfører RNA-polymeriseringen. Funktionerne af faktorerne α og ω er endnu ikke opdaget. Nogle siger, at alfafaktoren (α) er ansvarlig for kædeinitiering og interaktion med regulatoriske proteiner. Sigmafaktorens hovedfunktion er promotorgenkendelse. Når først promotoren i DNA er genkendt af sigma-faktor, binder coenzymkomponenten af RNA-polymerasen til promotorregionen og initierer RNA-polymerisationen. Når transkriptionen begynder, frigives sigmafaktoren fra DNA'et. Forlængelsen af RNA-molekyle udføres af β-underenhed. I kædetermineringen frigiver "rho-faktoren" det allerede transskriberede RNA-molekyle.
Figur 01: Den prokaryote RNA-polymerase
Transkriptionen afsluttes på de steder, der er specificeret af DNA-skabelonen. Faktoren nusA er involveret i funktionen af forlængelse samt kædeterminering. Antibiotikummet rifampicin kan binde sig til beta-underenheden af den bakterielle RNA-polymerase. Derved forhindrer det enzymet i at starte bakteriel RNA-polymerisation. Et andet antibiotikum kendt som streptolydigin hæmmer forlængelsesprocessen af bakteriel RNA-polymerisering. Det prokaryote mRNA er polycistronisk, hvilket betyder, at det indeholder kodoner af mere end én cistron (mere end ét gen).
Hvad er eukaryotisk RNA-polymerase?
De eukaryote RNA-polymeraser er tre forskellige typer. De transskriberer forskellige klasser af gener. Og fungerer også under forskellige forhold. De initierende og afsluttende faktorer (sigma- og rho-faktorer) er helt forskellige fra prokaryote RNA-polymerase-modstykker. De tre forskellige RNA-polymeraser er navngivet som, RNA-polymerase I (transskriberer rRNA), RNA-polymerase II (transskriberer mRNA) og RNA-polymerase III (transskriberer tRNA). RNA-polymerase I er lokaliseret i nukleolus, og enzymet kræver Mg2+ for dets aktivitet. RNA-polymerase II er i nukleoplasmaet og har brug for ATP til sin aktivitet. RNA-polymerase III er også lokaliseret i nukleoplasmaet.
Promotorerne for disse RNA-polymeraser er forskellige. RNA-polymerase I genkender promotorerne i opstrøms mellem -45 og +25 regioner i DNA. RNA-polymerase II genkender promotorerne i opstrøms mellem -25 til -100 regioner i DNA, såsom (TATA-boks, CAAT-boks og GC-boks). RNA-polymerase III genkender de nedstrøms interne promotorer.
Figur 02: Eukaryot RNA-polymerase
De eukaryote RNA-polymeraser er et stort kompleks, der består af proteiner med flere underenheder på 500 kDa eller mere. De har forskellige transkriptionsfaktorer for initieringsproces og forlængelsesproces som TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. RNA-polymerisation afsluttes med RNA-polymerase I efter genkendelse af Sal-boksen. RNA-polymerisationsafbrydelse af RNA-polymerase II sker efter genkendelse af nedstrømssignaler kendt som polyA-hale. Og RNA-polymerase III genkender deoxyadenylatrester på skabelonen og afslutter transkriptionen. Eukaryot mRNA er altid monocistronisk.
Hvad er lighederne mellem prokaryot og eukaryotisk RNA-polymerase?
- Begge er involveret i RNA-syntetisering.
- Begge bruger DNA som skabelon.
- Begge er store proteiner.
- Begge har sigma-faktor, der initierer transskription.
- Begge har transkriptionsfaktorer, der regulerer trinene (initiering og forlængelse) af RNA-polymerisation.
Hvad er forskellen mellem prokaryot og eukaryotisk RNA-polymerase?
Prokaryot vs eukaryot RNA-polymerase |
|
| Den prokaryote RNA-polymerase er et enkelt enzym af typen multi-underenheder, som er ansvarligt for prokaryot transkription. | De eukaryote RNA-polymeraser er forskellige typer enzymer, som udfører den eukaryote transkription. |
| Molekylvægt | |
| Den prokaryote RNA-polymerase-molekylvægt er ca. 400 KDa. | Den eukaryote RNA-polymerasers molekylvægt er mere end 500 kD. |
| Transskriptionsfaktorer | |
| Den prokaryote RNA-polymerase har transkriptionsfaktorer såsom sigma-faktor og nusA. | De eukaryote RNA-polymeraser har forskellige transkriptionsfaktorer til initiering og forlængelse, såsom; TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ |
| Opsigelsesfaktor | |
| Den prokaryote RNA-polymerase har "rho-faktor" til terminering. | De eukaryote RNA-polymeraser har forskellige termineringssekvenser som salbox, poly A-hale, deoxyadenylatrester. |
| Promotors | |
| Den prokaryote RNA-polymerase genkender promotor i -10 til -35-regionen i DNA kendt som TATA-boks. | De eukaryote RNA-polymeraser genkender forskellige promotorer1. |
| MRNAs natur | |
| Den prokaryote RNA-polymerase producerer polycistronisk mRNA. | Eukaryot RNA-polymerase II producerer monocistronisk mRNA. |
1 RNA-polymerase I genkender promotorerne i opstrøms mellem -45 og +25 regioner i DNA. RNA-polymerase II genkender promotorerne i opstrøms mellem -25 til -100 regioner i DNA, såsom (TATA-boks, CAAT-boks og GC-boks). RNA-polymerase III genkender de nedstrøms interne promotorer.
Opsummering – Prokaryot vs eukaryotisk RNA-polymerase
RNA-polymerase er det enzym, der er ansvarligt for RNA-polymerisering, kendt som transkription i den levende celle. RNA-polymerasen er også navngivet som DNA-styret RNA-polymerase, da den bruger DNA som skabelon. Ved transkription åbner RNA-polymerase norm alt det dobbeltstrengede DNA, så en DNA-streng kan bruges som skabelon for processen med at syntetisere RNA-molekyle. RNA-polymerase kan give anledning til mRNA, rRNA og tRNA. Transkriptionsfaktorer og transkriptionsmedieret kompleks styrer RNA-polymerasen i transkriptionsprocessen. Transskriptionen har tre trin; initiering, forlængelse og afslutning. Dette kan fremhæves som forskellen mellem prokaryot og eukaryotisk RNA-polymerase.
Download PDF-versionen af Prokaryotic vs Eukaryotic RNA Polymerase
Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnotat. Download venligst PDF-version her Forskel mellem prokaryot og eukaryotisk RNA-polymerase
