הבדל בין פולימראז RNA פרוקריוטי לאוקריוטי

2024 מְחַבֵּר: Alex Aldridge | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 13:39

הבדל מפתח - פולימראז RNA פרוקריוטי לעומת אוקריוטי

RNA פולימראז הוא האנזים שאחראי על תהליך השעתוק המתרחש בכל היצורים החיים. RNA פולימראז הוא אנזים בעל משקל מולקולרי גבוה. השם הרשמי של RNA פולימראז הוא RNA פולימראז מכוון DNA. במהלך התעתיק, RNA פולימראז פותח את ה-DNA הדו-גדילי כך שגדיל DNA אחד יכול לשמש כתבנית לתהליך סינתזה של מולקולת mRNA. יצירת מולקולות RNA (mRNA, rRNA ו-tRNA) היא שלב חשוב ביותר בסינתזת החלבון (תרגום). גורמי שעתוק וקומפלקסים בתיווך שעתוק מנחים את האנזים RNA פולימראז להתחיל את השעתוק בתא חי. RNA פולימראז נצמד לאזור הפרומוטור של הגן (DNA) ומתחיל את השעתוק המזוזז של RNA פולימראז. השעתוק הפרוקריוטי והאוקריוטי שונה בעיקר בגלל ההבדל באנזים RNA פולימראז. ההבדל העיקרי בין פולימראז RNA פרוקריוטי לאאוקריוטי הוא שהשעתוק הפרוקריוטי מבוצע על ידי סוג רב תת-יחידות יחיד של RNA פולימראז. להיפך, התעתוק האיקריוטי מזורז על ידי שלושה סוגים שונים של פולימראזות RNA המכונות RNA פולימראז I (תמלול rRNA), RNA פולימראז II (תמלול mRNA) ו-RNA פולימראז III (תמלול tRNA).

מהו פולימראז RNA פרוקריוטי?

פולימראז ה-RNA הפרוקריוטי הוא אנזים כבד מרובה-תתי-יחידות. ה-RNA פולימראז של E coli נחקר בהרחבה. זהו אנזים מורכב בעל משקל מולקולרי של 450 KDa. ההולואנזים מורכב משני מרכיבים עיקריים. הם אנזים ליבה וגורמי שעתוק. למרכיב האנזים הליבה יש חמש יחידות משנה כגון β', β, αI, αII ו-ω.גורמי השעתוק הם גורם סיגמא (התחלה), nusA (התארכות).

מתוך גורמים אלה, ל-β´ יש את הפונקציה של קישור DNA. ולגורם β יש את האתר הקטליטי שמבצע את פילמור ה-RNA. הפונקציות של הגורמים α ו-ω עדיין לא התגלו. יש האומרים שגורם האלפא (α) אחראי על התחלת השרשרת ואינטראקציה עם חלבונים מווסתים. הפונקציה העיקרית של גורם הסיגמא היא זיהוי מקדם. ברגע שהפרומוטור ב-DNA מזוהה על ידי גורם סיגמא, מרכיב הקו-אנזים של ה-RNA פולימראז נקשר לאזור הפרומטור ומתחיל את פילמור ה-RNA. ברגע שהתעתוק מתחיל, גורם הסיגמא משתחרר מה-DNA. ההתארכות של מולקולת ה-RNA נעשית על ידי תת-יחידה β. בסיום השרשרת, "גורם rho" משחרר את מולקולת ה-RNA שכבר הועתקה.

ההבדל בין פולימראז RNA פרוקריוטי לאאוקריוטי

איור 01: פולימראז ה-RNA הפרוקריוטי

התמלול מסתיים באתרים שצוינו בתבנית ה-DNA. הגורם nusA מעורב בתפקוד ההתארכות וכן סיום השרשרת. האנטיביוטיקה rifampicin יכולה להיקשר עם תת-יחידת הבטא של ה-RNA פולימראז החיידקי. בכך הוא מונע מהאנזים להתחיל פילמור RNA חיידקי. אנטיביוטיקה נוספת המכונה סטרפטולידיגין מעכבת את תהליך ההתארכות של פילמור RNA חיידקי. ה-mRNA הפרוקריוטי הוא פוליציסטרוני, כלומר מכיל קודונים של יותר מציסטרון אחד (יותר מגן אחד).

מהו פולימראז RNA אוקריוטי?

פולימראזות ה-RNA האוקריוטיות הן שלושה סוגים שונים. הם מתמללים מחלקות שונות של גנים. וגם לתפקד בתנאים שונים. הגורמים ההתחלתיים והמסיימים (סיגמה וגורמי rho) שונים לחלוטין ממקבילים של RNA פולימראז פרוקריוטי.שלושת הפולימראזות השונות של RNA נקראות בשם, RNA פולימראז I (מתמלל rRNA), RNA פולימראז II (מתמלל mRNA) ו-RNA פולימראז III (מתמלל tRNA). RNA polymerase I ממוקם בגרעין והאנזים דורש Mg^{2+ לפעילותו. RNA פולימראז II נמצא בנוקלאופלזמה וזקוק ל-ATP לצורך פעילותו. RNA פולימראז III ממוקם גם בנוקלאופלזמה.}

המקדמים לפולימראזות אלה של RNA שונים. RNA פולימראז I מזהה את המקדמים במעלה הזרם בין -45 עד +25 אזורים ב-DNA. RNA פולימראז II מזהה את המקדמים במעלה הזרם בין -25 ל-100 אזורים ב-DNA כגון (תיבת TATA, תיבת CAAT ו-GC). RNA פולימראז III מזהה את המקדמים הפנימיים במורד הזרם.

ההבדל העיקרי בין פולימראז RNA פרוקריוטי לאוקריוטי

איור 02: פולימראז RNA איקריוטי

פולימראזות ה-RNA האוקריוטיות הן קומפלקס גדול המורכב מחלבונים מרובי תת-יחידות של 500 kDa או יותר. יש להם גורמי שעתוק שונים לתהליך ההתחלה ותהליך התארכות כמו, TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. פילמור RNA מסתיים על ידי RNA פולימראז I לאחר זיהוי תיבת Sal. סיום פילמור RNA על ידי RNA polymerase II מתרחש לאחר זיהוי אותות במורד הזרם הידועים כזנב polyA. ו-RNA פולימראז III מזהה שאריות דאוקסיאדנילט על התבנית ומפסיק את השעתוק. mRNA איקריוטי הוא תמיד מונוציסטרוני.

מהם הדמיון בין פולימראז RNA פרוקריוטי לאאוקריוטי?

שניהם מעורבים בסינתזה של RNA.
שניהם משתמשים ב-DNA כתבנית.
שניהם חלבונים גדולים.
לשניהם יש גורם סיגמא שמתחיל תעתיק.
לשניהם יש גורמי שעתוק המווסתים את השלבים (התחלה והתארכות) של פילמור RNA.

מה ההבדל בין פולימראז RNA פרוקריוטי לאוקריוטי?

פרוקריוטי לעומת פולימראז RNA אוקריוטי
פולימראז ה-RNA הפרוקריוטי הוא אנזים יחיד מסוג רב תת-יחידות שאחראי על שעתוק פרוקריוטי.	פולימראזות ה-RNA האוקריוטיות הן סוגים שונים של אנזימים המבצעים את השעתוק האיקריוטי.
משקל מולקולרי
המשקל המולקולרי של RNA פולימראז הפרוקריוטי הוא כ-400 KDa.	המשקל המולקולרי של RNA RNA Eukaryotic הוא יותר מ-500kD.
גורמי תמלול
לפולימראז הפרוקריוטי של RNA יש גורמי שעתוק כמו גורם סיגמא ו-nusA.	לפולימראזות ה-RNA האוקריוטיות יש גורמי שעתוק שונים להתחלה והתארכות כמו; TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ
גורם סיום
לפולימראז הפרוקריוטי של RNA יש "גורם rho" לסיום.	לפולימראזות ה-RNA האוקריוטיות יש רצפי סיום שונים כמו sal box, poly A tail, שאריות דיאוקסיאדנילט.
מקדמים
פולימראז ה-RNA הפרוקריוטי מזהה פרומטור באזור -10 עד -35 ב-DNA המכונה TATA box.	פולימראזות ה-RNA האוקריוטיות מזהות מקדמים שונים^1.
טבע של mRNA
פולימראז ה-RNA הפרוקריוטי מייצר mRNA פוליציסטרוני.	ה-Eukaryot RNA polymerase II מייצר mRNA מונו-ציסטרוני.

^{1 RNA פולימראז I מזהה את המקדמים במעלה הזרם בין -45 עד +25 אזורים ב-DNA. RNA פולימראז II מזהה את המקדמים במעלה הזרם בין -25 ל-100 אזורים ב-DNA כגון (תיבת TATA, תיבת CAAT ו-GC). RNA פולימראז III מזהה את המקדמים הפנימיים במורד הזרם.}

סיכום – פולימראז RNA פרוקריוטי לעומת אוקריוטי

RNA פולימראז הוא האנזים האחראי על פילמור RNA המכונה שעתוק בתא החי. פולימראז ה-RNA נקרא גם כפולימראז RNA מכוון DNA מכיוון שהוא משתמש ב-DNA כתבנית. בשעתוק RNA פולימראז פותח בדרך כלל את ה-DNA הדו-גדילי כך שגדיל DNA אחד יכול לשמש כתבנית לתהליך סינתזה של מולקולת RNA. RNA פולימראז יכול להוליד mRNA, rRNA ו-tRNA. גורמי שעתוק וקומפלקס מתווך שעתוק מנחים את פולימראז ה-RNA בתהליך התעתוק. לתמלול שלושה שלבים; התחלה, התארכות וסיום. ניתן להדגיש את זה כהבדל בין פולימראז RNA פרוקריוטי לאאוקריוטי.