Belangrijk verschil - Prokaryote versus eukaryote RNA-polymerase
RNA-polymerase is het enzym dat verantwoordelijk is voor het transcriptieproces dat in alle levende organismen plaatsvindt. RNA-polymerase is een enzym met een hoog molecuulgewicht. De officiële naam van RNA-polymerase is de DNA-gerichte RNA-polymerase. Tijdens de transcriptie opent RNA-polymerase het dubbelstrengs DNA zodat één DNA-streng kan worden gebruikt als een sjabloon voor het proces van het synthetiseren van een mRNA-molecuul. Het genereren van RNA (mRNA, rRNA en tRNA) moleculen is een uiterst belangrijke stap in de eiwitsynthese (vertaling). Transcriptiefactoren en transcriptie-gemedieerde complexen leiden het RNA-polymerase-enzym om de transcriptie in een levende cel te initiëren. RNA-polymerase hecht zich aan het promotorgebied van het gen (DNA) en start de door RNA-polymerase gekatalyseerde transcriptie. Prokaryote en eukaryote transcriptie verschilt voornamelijk vanwege het verschil in RNA-polymerase-enzym. Het belangrijkste verschil tussen prokaryotische en eukaryote RNA-polymerase is dat de prokaryotische transcriptie wordt uitgevoerd door een enkel type RNA-polymerase met meerdere subeenheden. Integendeel, de eukaryote transcriptie wordt gekatalyseerd door drie verschillende soorten RNA-polymerasen, genaamd RNA-polymerase I (transcriptie van rRNA), RNA-polymerase II (transcriptie van mRNA) en RNA-polymerase III (transcriptie van tRNA).
Wat is prokaryotische RNA-polymerase?
De prokaryotische RNA-polymerase is een zwaar enzym met meerdere subeenheden. Het RNA-polymerase van E coli wordt uitgebreid bestudeerd. Dit is een complex enzym met een molecuulgewicht van 450 KDa. Het holoenzym bestaat uit twee hoofdcomponenten. Het zijn kernenzym- en transcriptiefactoren. De kernenzymcomponent heeft vijf subeenheden zoals β', β, αI, αII en ω. De transcriptiefactoren zijn sigmafactor (initiatie), nusA (verlenging).
Van deze factoren heeft de β´ de functie van DNA-binding. En β-factor heeft de katalytische plaats die de RNA-polymerisatie uitvoert. De functies van de factoren α en ω zijn nog niet ontdekt. Sommigen zeggen dat de alfafactor (α) verantwoordelijk is voor keteninitiatie en interactie met regulerende eiwitten. De belangrijkste functie van de sigmafactor is promotorherkenning. Zodra de promotor in DNA wordt herkend door sigmafactor, bindt de co-enzymcomponent van het RNA-polymerase aan het promotorgebied en initieert de RNA-polymerisatie. Zodra de transcriptie begint, komt de sigmafactor vrij uit het DNA. De verlenging van het RNA-molecuul wordt gedaan door de β-subeenheid. In de ketenbeëindiging laat de "rho-factor" het reeds getranscribeerde RNA-molecuul vrij.
Figuur 01: Het prokaryotische RNA-polymerase
De transcriptie eindigt op de plaatsen die zijn gespecificeerd door de DNA-template. De factor nusA is zowel betrokken bij de functie van verlenging als ketenbeëindiging. Het antibioticum rifampicine kan binden met de bèta-subeenheid van het bacteriële RNA-polymerase. Daardoor wordt voorkomen dat het enzym bacteriële RNA-polymerisatie initieert. Een ander antibioticum dat bekend staat als streptolydigine, remt het verlengingsproces van bacteriële RNA-polymerisatie. Het prokaryoten-mRNA is polycistronisch, wat betekent dat het codons van meer dan één cistron (meer dan één gen) bevat.
Wat is eukaryote RNA-polymerase?
De eukaryote RNA-polymerasen zijn drie verschillende typen. Ze transcriberen verschillende klassen van genen. En ook functioneren onder verschillende omstandigheden. De initiërende en beëindigende factoren (sigma- en rho-factoren) zijn volledig verschillend van prokaryotische RNA-polymerase-tegenhangers. De drie verschillende RNA-polymerasen worden genoemd als RNA-polymerase I (transcribeert rRNA), RNA-polymerase II (transcribeert mRNA) en RNA-polymerase III (transcribeert tRNA). RNA-polymerase I bevindt zich in de nucleolus en het enzym heeft Mg2+ nodig voor zijn activiteit. RNA-polymerase II bevindt zich in het nucleoplasma en heeft ATP nodig voor zijn activiteit. RNA-polymerase III bevindt zich ook in het nucleoplasma.
De promotors voor deze RNA-polymerasen zijn verschillend. RNA-polymerase I herkent de promotors stroomopwaarts tussen -45 tot +25 regio's in DNA. RNA-polymerase II herkent de promotors stroomopwaarts tussen -25 en -100 regio's in DNA, zoals (TATA-box, CAAT-box en GC-box). RNA-polymerase III herkent de stroomafwaartse interne promoters.
Figuur 02: Eukaryote RNA-polymerase
De eukaryote RNA-polymerasen zijn een groot complex dat bestaat uit eiwitten met meerdere subeenheden van 500 kDa of meer. Ze hebben verschillende transcriptiefactoren voor het initiatieproces en het elongatieproces, zoals TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. RNA-polymerisatie eindigt door RNA-polymerase I na herkenning van Sal-box. RNA-polymerisatiebeëindiging door RNA-polymerase II vindt plaats na herkenning van stroomafwaartse signalen die bekend staan als polyA-staart. En RNA-polymerase III herkent deoxyadenylaatresten op de matrijs en beëindigt de transcriptie. Eukaryotisch mRNA is altijd monocistronisch.
Wat zijn de overeenkomsten tussen prokaryotische en eukaryote RNA-polymerase?
- Beide zijn betrokken bij de synthese van RNA.
- Beiden gebruiken DNA als sjabloon.
- Beide zijn grote eiwitten.
- Beiden hebben een sigmafactor die transcriptie initieert.
- Beide hebben transcriptiefactoren die de stappen (initiatie en verlenging) van RNA-polymerisatie reguleren.
Wat is het verschil tussen prokaryote en eukaryote RNA-polymerase?
Prokaryotische versus eukaryote RNA-polymerase |
|
| De prokaryotische RNA-polymerase is een enkelvoudig enzym van het type met meerdere subeenheden dat verantwoordelijk is voor de prokaryotische transcriptie. | De eukaryote RNA-polymerasen zijn verschillende soorten enzymen die de eukaryote transcriptie uitvoeren. |
| Molecuulgewicht | |
| Het molecuulgewicht van prokaryotisch RNA-polymerase is ongeveer 400 KDa. | Het molecuulgewicht van eukaryote RNA-polymerasen is meer dan 500 kD. |
| Transcriptiefactoren | |
| De prokaryotische RNA-polymerase heeft transcriptiefactoren zoals sigmafactor en nusA. | De eukaryote RNA-polymerasen hebben verschillende transcriptiefactoren voor initiatie en verlenging zoals; TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ |
| Beëindigingsfactor | |
| De prokaryotische RNA-polymerase heeft "rho-factor" voor beëindiging. | De eukaryote RNA-polymerasen hebben verschillende terminatiesequenties zoals sal box, poly A-staart, deoxyadenylaatresiduen. |
| Promotors | |
| De prokaryotische RNA-polymerase herkent promotor in -10 tot -35 regio in DNA, bekend als TATA-box. | De eukaryote RNA-polymerasen herkennen verschillende promotors1. |
| Aard van mRNA | |
| De prokaryotische RNA-polymerase produceert polycistronisch mRNA. | De eukaryote RNA-polymerase II produceert monocistronisch mRNA. |
1 RNA-polymerase I herkent de promotors in stroomopwaartse tussen -45 tot +25 regio's in DNA. RNA-polymerase II herkent de promotors stroomopwaarts tussen -25 en -100 regio's in DNA, zoals (TATA-box, CAAT-box en GC-box). RNA-polymerase III herkent de stroomafwaartse interne promoters.
Samenvatting – Prokaryote versus eukaryote RNA-polymerase
RNA-polymerase is het enzym dat verantwoordelijk is voor RNA-polymerisatie, bekend als transcriptie in de levende cel. Het RNA-polymerase wordt ook wel DNA-gericht RNA-polymerase genoemd omdat het DNA als sjabloon gebruikt. Bij transcriptie opent RNA-polymerase normaal gesproken het dubbelstrengs DNA, zodat één DNA-streng kan worden gebruikt als een sjabloon voor het proces van het synthetiseren van RNA-moleculen. RNA-polymerase kan aanleiding geven tot mRNA, rRNA en tRNA. Transcriptiefactoren en transcriptiegemedieerd complex leiden het RNA-polymerase in het transcriptieproces. De transcriptie heeft drie stappen; initiatie, verlenging en beëindiging. Dit kan worden benadrukt als het verschil tussen prokaryotische en eukaryote RNA-polymerase.
Download de pdf-versie van prokaryotisch versus eukaryotisch RNA-polymerase
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen prokaryotisch en eukaryotisch RNA-polymerase
