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 die DNA-gerichtete RNA-Polymerase. Während der Transkription öffnet die RNA-Polymerase die doppelsträngige DNA, sodass ein DNA-Strang als Vorlage für den Prozess der Synthese eines mRNA-Moleküls verwendet werden kann. Die Erzeugung von RNA-Molekülen (mRNA, rRNA und tRNA) ist ein äußerst wichtiger Schritt in der Proteinsynthese (Translation). Transkriptionsfaktoren und transkriptionsvermittelte Komplexe steuern das RNA-Polymerase-Enzym, um die Transkription in einer lebenden Zelle zu initiieren. Die RNA-Polymerase heftet sich an die Promotorregion des Gens (DNA) und startet die RNA-Polymerase-katalysierte Transkription. Prokaryotische und eukaryotische Transkription unterscheiden sich hauptsächlich aufgrund des Unterschieds im RNA-Polymerase-Enzym. Der Hauptunterschied zwischen prokaryotischer und eukaryotischer RNA-Polymerase besteht darin, dass die prokaryotische Transkription von einem einzigen Typ von RNA-Polymerase mit mehreren Untereinheiten durchgeführt wird. Im Gegensatz dazu wird die eukaryotische Transkription durch drei verschiedene Arten von RNA-Polymerasen katalysiert, die als RNA-Polymerase I (rRNA transkribieren), RNA-Polymerase II (mRNA transkribieren) und RNA-Polymerase III (tRNA transkribieren) bezeichnet werden.
Was ist prokaryotische RNA-Polymerase?
Die prokaryotische RNA-Polymerase ist ein schweres Enzym mit mehreren Untereinheiten. Die RNA-Polymerase von E. coli wird ausführlich untersucht. Dies ist ein komplexes Enzym mit einem Molekulargewicht von 450 kDa. Das Holoenzym besteht aus zwei Hauptkomponenten. Sie sind Kernenzyme und Transkriptionsfaktoren. Die Kernenzymkomponente hat fünf Untereinheiten wie β', β, αI, αII und ω. Die Transkriptionsfaktoren sind Sigmafaktor (Initiation), nusA (Elongation).
Von diesen Faktoren hat das β´ die Funktion der DNA-Bindung. Und der β-Faktor hat die katalytische Stelle, die die RNA-Polymerisation durchführt. Die Funktionen der Faktoren α und ω sind noch nicht entdeckt. Einige sagen, dass der Alpha-Faktor (α) für die Ketteninitiierung und die Interaktion mit regulatorischen Proteinen verantwortlich ist. Die Hauptfunktion des Sigmafaktors ist die Promotorerkennung. Sobald der Promotor in der DNA vom 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 die 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 Stellen, die durch das DNA-Template vorgegeben sind. Der Faktor nusA ist an der Funktion der Verlängerung sowie des Kettenabbruchs beteiligt. Das Antibiotikum Rifampicin kann an die Beta-Untereinheit der bakteriellen RNA-Polymerase binden. Dadurch verhindert es, dass das Enzym die bakterielle RNA-Polymerisation initiiert. Ein weiteres Antibiotikum namens Streptolydigin hemmt den Elongationsprozess der bakteriellen RNA-Polymerisation. Die mRNA der Prokaryoten ist polycistronisch, was bedeutet, dass sie Codons von mehr als einem Cistron (mehr als einem Gen) enthält.
Was ist eukaryotische RNA-Polymerase?
Die eukaryotischen RNA-Polymerasen sind drei verschiedene Typen. Sie transkribieren verschiedene Klassen von Genen. Und auch unter anderen Bedingungen funktionieren. 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 (transkribiert rRNA), RNA-Polymerase II (transkribiert mRNA) und RNA-Polymerase III (transkribiert tRNA) bezeichnet. Die RNA-Polymerase I befindet sich im Nucleolus und das Enzym benötigt für seine Aktivität Mg2+. Die RNA-Polymerase II befindet sich im Nukleoplasma und benötigt für ihre Aktivität ATP. Auch die RNA-Polymerase III befindet sich im Nukleoplasma.
Die Promotoren für diese RNA-Polymerasen sind unterschiedlich. Die RNA-Polymerase I erkennt die Promotoren stromaufwärts zwischen den -45 bis +25-Regionen in der DNA. RNA-Polymerase II erkennt die Promotoren in stromaufwärts gelegenen Regionen zwischen –25 und –100 in DNA, wie z. B. (TATA-Box, CAAT-Box und GC-Box). RNA-Polymerase III erkennt die nachgesch alteten internen Promotoren.
Abbildung 02: Eukaryotische RNA-Polymerase
Die eukaryotischen RNA-Polymerasen sind große Komplexe, die aus Proteinen mit mehreren Untereinheiten von 500 kDa oder mehr bestehen. Sie haben unterschiedliche Transkriptionsfaktoren für den Initiationsprozess und den Elongationsprozess wie TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. Die RNA-Polymerisation wird durch die RNA-Polymerase I beendet, nachdem sie die Sal-Box erkannt hat. Die Beendigung der RNA-Polymerisation durch die RNA-Polymerase II erfolgt nach dem Erkennen nachgesch alteter Signale, die als PolyA-Schwanz bekannt sind. Und die RNA-Polymerase III erkennt Desoxyadenylat-Reste auf der Matrize und beendet die Transkription. Eukaryotische 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 (Initiation und Elongation) der RNA-Polymerisation regulieren.
Was ist der Unterschied zwischen prokaryotischer und eukaryotischer RNA-Polymerase?
Prokaryotische vs. eukaryotische RNA-Polymerase |
|
| Die prokaryotische RNA-Polymerase ist ein einzelnes Enzym vom Typ mit mehreren Untereinheiten, das für die prokaryotische Transkription verantwortlich ist. | Die eukaryotischen RNA-Polymerasen sind verschiedene Arten von Enzymen, die die eukaryotische Transkription durchführen. |
| Molekulargewicht | |
| Das Molekulargewicht der prokaryotischen RNA-Polymerase beträgt ungefähr 400 kDa. | Das Molekulargewicht der eukaryotischen RNA-Polymerase beträgt mehr als 500 kD. |
| Transkriptionsfaktoren | |
| Die prokaryotische RNA-Polymerase besitzt Transkriptionsfaktoren wie Sigmafaktor und nusA. | Die eukaryotischen RNA-Polymerasen haben unterschiedliche Transkriptionsfaktoren für Initiation und Elongation wie; TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ |
| Terminierungsfaktor | |
| Die prokaryotische RNA-Polymerase hat den „Rho-Faktor“zur Termination. | Die eukaryotischen RNA-Polymerasen haben unterschiedliche Terminationssequenzen wie Salbox, Poly-A-Schwanz, Desoxyadenylatreste. |
| Promotoren | |
| Die prokaryotische RNA-Polymerase erkennt den Promotor in der Region -10 bis -35 in der DNA, die als TATA-Box bekannt ist. | Die eukaryontischen RNA-Polymerasen erkennen unterschiedliche Promotoren1. |
| Natur der mRNA | |
| Die prokaryotische RNA-Polymerase produziert polycistronische mRNA. | Die eukaryotische RNA-Polymerase II produziert monocistronische mRNA. |
1 RNA-Polymerase I erkennt die Promotoren in stromaufwärts gelegenen Regionen zwischen -45 und +25 in der DNA. RNA-Polymerase II erkennt die Promotoren in stromaufwärts gelegenen Regionen zwischen –25 und –100 in DNA, wie z. B. (TATA-Box, CAAT-Box und GC-Box). RNA-Polymerase III erkennt die nachgesch alteten internen Promotoren.
Zusammenfassung – Prokaryotische vs. eukaryotische RNA-Polymerase
RNA-Polymerase ist das Enzym, das für die als Transkription bekannte RNA-Polymerisation in der lebenden Zelle verantwortlich ist. Die RNA-Polymerase wird auch als DNA-gerichtete RNA-Polymerase bezeichnet, da sie DNA als Matrize verwendet. Bei der Transkription öffnet die RNA-Polymerase normalerweise die doppelsträngige DNA, so dass ein DNA-Strang als Matrize für den Prozess der Synthese von RNA-Molekülen verwendet werden kann. RNA-Polymerase kann zu mRNA, rRNA und tRNA führen. Transkriptionsfaktoren und transkriptionsvermittelte Komplexe lenken 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.
Laden Sie die PDF-Version von Prokaryotischer vs. Eukaryotischer RNA-Polymerase herunter
Sie können die PDF-Version dieses Artikels herunterladen und gemäß Zitationshinweis für Offline-Zwecke verwenden. Bitte laden Sie die PDF-Version hier herunter. Unterschied zwischen prokaryotischer und eukaryotischer RNA-Polymerase
