Unterschied zwischen prokaryotischer und eukaryotischer RNA-Polymerase

Hauptunterschied - Prokaryotische vs Eukaryotische RNA-Polymerase
 

RNA-Polymerase ist das Enzym, das für den Transkriptionsprozess verantwortlich ist, der in allen lebenden Organismen stattfindet. RNA-Polymerase ist ein Enzym mit hohem Molekulargewicht. Der offizielle Name der RNA-Polymerase ist der DNA-gerichtete RNA-Polymerase. Während der Transkription öffnet RNA-Polymerase die doppelsträngige DNA, so dass ein DNA-Strang als Vorlage für den Prozess der Synthese eines mRNA-Moleküls verwendet werden kann. RNA generieren (mRNA, rRNA und tRNA) Moleküle ist ein äußerst wichtiger Schritt in der Proteinsynthese (Translation). Transkriptionsfaktoren und durch Transkription vermittelte Komplexe leiten das RNA-Polymerase-Enzym, um die Transkription in einer lebenden Zelle zu initiieren. RNA-Polymerase bindet an die Promotorregion des Gens (DNA) und startet die RNA-Polymerase-katalysierte Transkription. Die prokaryontische und eukaryontische Transkription unterscheidet sich hauptsächlich durch den Unterschied im RNA-Polymerase-Enzym. Das Hauptunterschied zwischen prokaryotischer und eukaryotischer RNA-Polymerase ist das Die prokaryontische Transkription wird von einem einzigen RNA-Polymerase-Typ mit mehreren Untereinheiten durchgeführt. Im Gegenteil, die eukaryotische Transkription wird von drei verschiedenen Arten von RNA-Polymerasen, die als RNA-Polymerase I bezeichnet werden, katalysiert(Transkription von rRNA), RNA-Polymerase II (Transkriptions-mRNA) und RNA-PolymeraseIII (Transkription von tRNA).

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist prokaryotische RNA-Polymerase?
3. Was ist eukaryotische RNA-Polymerase?
4. Ähnlichkeiten zwischen prokaryotischer und eukaryotischer RNA-Polymerase
5. Side-by-Side-Vergleich - Prokaryotische vs eukaryotische RNA-Polymerase in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung

Was ist prokaryotische RNA-Polymerase??

Die prokaryotische RNA-Polymerase ist ein schweres Multisubunit-Enzym. Die RNA-Polymerase von E coli wird intensiv studiert. Dies ist ein komplexes Enzym, das ein Molekulargewicht von 450 KDa hat. Das Holoenzym besteht aus zwei Hauptkomponenten. Sie sind Kernenzym- und Transkriptionsfaktoren. Die Kernenzymkomponente hat fünf Untereinheiten wie β ', β, αI, αII und ω. Die Transkriptionsfaktoren sind Sigma-Faktor (Initiierung), NusA (Elongation)..

Von diesen Faktoren hat das β 'die Funktion der DNA-Bindung. Der β-Faktor hat die katalytische Stelle, die die RNA-Polymerisation durchführt. Die Funktionen der Faktoren α und ω sind noch nicht bekannt. Einige sagen, dass der Alpha-Faktor (α) für die Ketteninitiation und Interaktion mit regulatorischen Proteinen verantwortlich ist. Die Hauptfunktion des Sigmafaktors ist die Promotorerkennung. Sobald der Promotor in der DNA durch den Sigmafaktor erkannt wird, bindet die Coenzymkomponente der RNA-Polymerase an die Promotorregion und initiiert die RNA-Polymerisation. Sobald die Transkription beginnt, wird der Sigma-Faktor aus der DNA freigesetzt. Die Verlängerung des RNA-Moleküls erfolgt durch β-Untereinheit. Beim Kettenabbruch setzt der "Rho-Faktor" das bereits transkribierte RNA-Molekül frei.

Abbildung 01: Die prokaryotische RNA-Polymerase

Die Transkription endet an den durch die DNA-Schablone angegebenen Stellen. Der Faktor nusA ist an der Funktion der Dehnung sowie am Kettenabbruch beteiligt. Das Antibiotikum Rifampicin kann an die Beta-Untereinheit der bakteriellen RNA-Polymerase binden. Dadurch wird verhindert, dass das Enzym die bakterielle RNA-Polymerisation initiiert. Ein anderes Antibiotikum, bekannt als Streptolydigin, hemmt den Verlängerungsprozess der bakteriellen RNA-Polymerisation. Die Prokaryoten-mRNA ist polycistronisch, dh sie enthält Codons von mehr als einem Cistron (mehr als ein Gen)..

Was ist eukaryotische RNA-Polymerase??

Die eukaryotischen RNA-Polymerasen sind drei verschiedene Typen. Sie transkribieren verschiedene Genklassen. Und funktionieren auch unter verschiedenen Bedingungen. Die initiierenden und terminierenden Faktoren (Sigma- und Rho-Faktoren) unterscheiden sich vollständig von den Gegenstücken der prokaryotischen RNA-Polymerase. Die drei verschiedenen RNA-Polymerasen werden als RNA-Polymerase I (Transkriptionen von rRNA), RNA-Polymerase II (Transkriptionen von mRNA) und RNA-Polymerase III (Transkriptionen von tRNA) bezeichnet. Die RNA-Polymerase I befindet sich im Nukleolus und das Enzym benötigt Mg²⁺ für seine Tätigkeit. Die RNA-Polymerase II befindet sich im Nukleoplasma und benötigt für ihre Aktivität ATP. Die RNA-Polymerase III befindet sich auch im Nukleoplasma.

Die Promotoren für diese RNA-Polymerasen sind unterschiedlich. Die RNA-Polymerase I erkennt die Promotoren stromaufwärts zwischen -45 bis +25 Regionen in der DNA. Die RNA-Polymerase II erkennt die Promotoren stromaufwärts zwischen -25 bis -100 Regionen in DNA wie (TATA-Box, CAAT-Box und GC-Box). RNA-Polymerase III erkennt die nachgeschalteten internen Promotoren.

Abbildung 02: Eukaryotische RNA-Polymerase

Die eukaryotischen RNA-Polymerasen sind ein großer Komplex, der aus Proteinen mit mehreren Untereinheiten von 500 kDa oder mehr besteht. Sie haben unterschiedliche Transkriptionsfaktoren für den Initiierungsprozess und den Verlängerungsprozess wie TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. Die RNA-Polymerisation wird durch die RNA-Polymerase I beendet, nachdem die Sal-Box erkannt wurde. Die Beendigung der RNA-Polymerisation durch RNA-Polymerase II geschieht, nachdem stromabwärts gelegene Signale, die als PolyA-Tail bekannt sind, erkannt wurden. Die RNA-Polymerase III erkennt Desoxyadenylatreste auf der Matrize und bricht die Transkription ab. Eukaryontische mRNA ist immer monocistronisch.

Was sind die Ähnlichkeiten zwischen prokaryotischer und eukaryotischer RNA-Polymerase??

• Beide sind an der RNA-Synthese beteiligt.
• Beide verwenden DNA als Vorlage.
• Beide sind große Proteine.
• Beide haben einen Sigmafaktor, der die Transkription initiiert.
• Beide haben Transkriptionsfaktoren, die die Schritte (Initiierung und Verlängerung) der RNA-Polymerisation regulieren.

Was ist der Unterschied zwischen prokaryotischer und eukaryotischer RNA-Polymerase??

Prokaryotische vs eukaryotische RNA-Polymerase
Die prokaryontische RNA-Polymerase ist ein einzelnes Enzym mit mehreren Untereinheiten, das für die prokaryontische Transkription verantwortlich ist.	Die eukaryontischen RNA-Polymerasen sind verschiedene Arten von Enzymen, die die eukaryontische Transkription durchführen.
Molekulargewicht
Das Molekulargewicht der prokaryotischen RNA-Polymerase beträgt ungefähr 400 kDa.	Das Molekulargewicht der eukaryotischen RNA-Polymerasen beträgt mehr als 500 kD.
Transkriptionsfaktoren
Die prokaryotische RNA-Polymerase weist Transkriptionsfaktoren wie Sigma-Faktor und NusA auf.	Die eukaryotischen RNA-Polymerasen haben unterschiedliche Transkriptionsfaktoren für die Initiierung und Verlängerung, wie z. TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ
Beendigungsfaktor
Die prokaryotische RNA-Polymerase hat einen "Rho-Faktor" zur Terminierung.	Die eukaryotischen RNA-Polymerasen haben unterschiedliche Terminationssequenzen wie Salbox, Poly-A-Schwanz und Desoxyadenylat-Reste.
Förderer
Die prokaryotische RNA-Polymerase erkennt einen Promotor in der -10 bis -35-Region in der als TATA-Box bekannten DNA.	Die eukaryotischen RNA-Polymerasen erkennen unterschiedliche Promotoren1.
Natur von mRNA
Die prokaryotische RNA-Polymerase produziert polycistronische mRNA.	Die eukaryotische RNA-Polymerase II produziert monocistronische mRNA.

¹ RNA-Polymerase I erkennt die Promotoren stromaufwärts zwischen -45 bis +25 Regionen in der DNA. RNA-Polymerase II erkennt die Promotoren im Upstream zwischen -25 bis -100 Regionen in der DNA wie (TATA-Box, CAAT-Box und GC-Box). RNA-Polymerase III erkennt die nachgeschalteten internen Promotoren.

Zusammenfassung - Prokaryotische vs eukaryotische RNA-Polymerase 

RNA-Polymerase ist das Enzym, das für die RNA-Polymerisation verantwortlich ist, die als Transkription in der lebenden Zelle bekannt ist. Die RNA-Polymerase wird auch als DNA-gerichtete RNA-Polymerase bezeichnet, da sie DNA als Matrize verwendet. In der Transkriptions-RNA-Polymerase öffnet normalerweise die doppelsträngige DNA, so dass ein DNA-Strang als Vorlage für den Prozess der Synthese von RNA-Molekülen verwendet werden kann. RNA-Polymerase kann zu mRNA, rRNA und tRNA führen. Transkriptionsfaktoren und transkriptionsvermittelter Komplex leiten die RNA-Polymerase im Transkriptionsprozess. Die Transkription besteht aus drei Schritten. Initiierung, Verlängerung und Beendigung. Dies kann als Unterschied zwischen prokaryotischer und eukaryotischer RNA-Polymerase hervorgehoben werden.

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Referenz:

1.Naturnachrichten, Nature Publishing Group. Hier verfügbar 
2. „RNA-Polymerase“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11. Dezember 2017. Hier verfügbar

 Bildhöflichkeit:

1.'RNAP TEC small'von Abbondanzieri, (Public Domain) über Commons Wikimedia 
2. 'Label RNA pol II' von JWSchmidt, (Public Domain) via Commons Wikimedia