“La DNA polimerasi è un enzima che sintetizza il DNA mentre l’RNA polimerasi è un enzima che sintetizza l’RNA.”
Gli enzimi sono la classe di proteine che aiuta a catalizzare diverse reazioni biologiche. Una polimerasi è uno degli enzimi che sintetizzano gli acidi nucleici.
L’acido nucleico è presente nel nucleo di una cellula o DNA o RNA (RNA nel caso del solo retrovirus) che è il materiale genetico di noi. Il DNA ha tutte le informazioni di un organismo che trasferisce da una generazione all’altra.
Per questo seguendo il processo del dogma centrale, un processo collettivo di replicazione, trascrizione e traduzione, il DNA forma diverse proteine.
Per mezzo della replicazione, il DNA si raddoppia, che trascrive in mRNA funzionale. L’mRNA ha tutte le informazioni per formare una proteina specifica. L’mRNA tradotto in una lunga catena di amminoacidi che alla fine forma una proteina specifica.
Le polimerasi sono l’eroe di tutto il processo del dogma centrale. Così stiamo discutendo di tutto questo.
Leggi di più sulla replicazione del DNA: Processo generale di replicazione del DNA.
Sono coinvolte sia la DNA polimerasi che la RNA polimerasi, ma entrambe sono diverse e svolgono una funzione diversa.
Nel presente articolo, discuteremo alcune delle importanti differenze tra entrambi che non troverete mai su internet.
Perciò iniziamo l’articolo,
Temi chiave:
Ovviamente, la prima differenza sono le molecole che sintetizzano.
“La DNA polimerasi sintetizza il filamento di DNA mentre la RNA polimerasi sintetizza il filamento di RNA”
La sintesi del DNA avviene durante la replicazione, quindi la DNA polimerasi funziona durante la replicazione, sempre.
Mentre la RNA polimerasi funziona durante il processo di trascrizione (la sintesi dell’RNA avviene solo durante la trascrizione).
Il DNA è una molecola a doppio filamento, mentre l’RNA è a singolo filamento – formato dal DNA durante la trascrizione.
In base a ciò, un’altra differenza tra i due è che la DNA polimerasi produce DNA a doppio filamento mentre la RNA polimerasi produce un RNA a singolo filamento.
A causa di ciò, la DNA polimerasi ha sempre richiesto una molecola di DNA/RNA a singolo filamento, chiamata primer, per iniziare la sintesi, cosa che non è richiesta dalla RNA polimerasi.
La DNA polimerasi inserisce i nucleotidi solo quando trova l’estremità libera 3′ OH facilitata dal primer-sintetizzato dall’enzima primasi.
Illustrazione grafica del processo di sintesi del DNA utilizzando la DNA polimerasi e il primer.
Ma questo non è il caso della RNA polimerasi, la RNA polimerasi aggiunge direttamente i nucleotidi.
Quindi, il processo di sintesi governato dalla DNA polimerasi non è de novo mentre l’RNA polimerasi sintetizza l’RNA de novo.
La DNA polimerasi aggiunge dATP, dGTP, dCTP e dTTP al filamento di DNA in crescita mentre la RNA polimerasi inserisce dATP, dGTP, dCTP e dUTP al filamento di RNA in crescita.
(Perché invece di timina, l’RNA contiene uracile).
Anche se la funzione di entrambe le polimerasi è di sintetizzare acido nucleico, entrambe sono funzionalmente diverse.
La DNA polimerasi ha sia attività di polimerizzazione che di correzione, mentre l’RNA polimerasi ha solo l’attività di polimerizzazione.
La DNA polimerasi inserisce i nucleotidi e ripara gli accoppiamenti non corrispondenti grazie alla sua attività di correzione.
Nel processo di proofreading – noto anche come attività esonucleasica, la DNA polimerasi fa un trackback sul filamento in crescita, il suo dominio esonucleasico rimuove il mismatch e il dominio di polimerizzazione inserisce un nuovo nucleotide al suo posto.
Dall’altro lato, la RNA polimerasi non ha attività esonucleasica, quindi non può riparare il mismatch. Per questo motivo, il tasso di errore della DNA polimerasi è molto più basso della RNA polimerasi.
Il tasso di polimerizzazione attraverso la DNA polimerasi è di circa 1000 nucleotidi al secondo (procarioti) mentre il tasso della RNA polimerasi è di 40-80 nucleotidi al secondo.
Possiamo dire che la DNA polimerasi è più veloce, efficiente e precisa, mentre l’RNA polimerasi è più lenta, inefficiente e imprecisa.
Illustrazione grafica del processo di sintesi dell’RNA utilizzando la RNA polimerasi senza primer.
La DNA polimerasi ha tre diversi sottotipi mentre la RNA polimerasi ha cinque diversi sottotipi (eucarioti).
Anche il processo finale di sintesi è diverso in entrambi.
L’RNA continua la sintesi del DNA fino alla fine, quando il filamento finisce, la polimerizzazione si ferma. Quindi sintetizza l’intero DNA cromosomico.
Ma la RNA polimerasi è diversa. La polimerizzazione attraverso la RNA polimerasi termina quando trova il codone di stop o il codone di terminazione sul filamento di acido nucleico.
Entrambi regolano la reazione catalitica in diverse fasi del ciclo cellulare.
La DNA polimerasi funziona durante la fase S1 del ciclo cellulare mentre la RNA polimerasi funziona durante le fasi G1 e G2 di esso.
Durante la replicazione, si formano quattro diversi DNA a filamento singolo (due DNA a doppio filamento) alla fine di essa
Il DNA duplex deve srotolarsi continuamente perché la DNA polimerasi funzioni.
La DNA polimerasi ha richiesto un altro enzima chiamato elicasi che srotola il DNA per facilitare il DNA modello a filamento singolo. Oltre a questo, richiedeva anche la DNA topoisomerasi per rilasciare la tensione dal restante filamento di dsRNA.
- Elicasi – Topoisomerasi
Contrariamente a questo, l’RNA polimerasi non richiede alcun processo di svolgimento e quindi nessuna elicasi richiesta nel processo di sintesi.
Tuttavia, un oloenzima è necessario per l’attivazione dell’RNA polimerasi.
Il riassunto delle differenze tra DNA polimerasi e RNA polimerasi sono mostrate nella tabella sottostante,
| Differenza | DNA polimerasi | RNA polimerasi |
| Sintesi | Produzione DNA | Produzione RNA |
| Attività | Polimerizzazione così come prova-lettura | Solo polimerizzazione |
| Processo | Involto nella replicazione | Involto nella trascrizione |
| Nucleotidi | A, T, G e C | A, U, G e C |
| Divisione cellulare | Durante la fase S1 | Durante le fasi G1 e G2 |
| Addizionale enzima | Helicase e topoisomerasi | Holoenzima |
| Tasso di errore | Molto basso (dovuto all’attività di proof-attività di lettura) | Molto alto |
| Velocità di polimerizzazione | Alta | Bassa |
| Efficienza | Alta | Bassa |
| Processo | Non de novo | De novo |
| Primer | Richiesto | Non richiesto |
DNA polimerasi in breve
La DNA polimerasi è un enzima che sintetizza il DNA in tutti gli organismi viventi e quindi presente in quasi tutti gli organismi della terra. Aiuta nella replicazione per copiare il DNA usando il primer a singolo filamento, sia DNA che RNA.
La DNA polimerasi non può replicare il DNA de novo, ha bisogno di un gruppo 3′ OH libero per farlo che è fornito dal primer.
Ha il dominio di polimerizzazione, così come quello di esonucleazione, e a causa di ciò, ha il potere di riparare anche i mismatches.
Ha attività di polimerizzazione da 5′ a 3′ e attività esonucleasica da 3′ a 5′ e da 5′ a 3′.
Sono presenti 5 diverse DNA pol nei procarioti e 4 diverse famiglie di polimerasi negli eucarioti.
La precisione, l’efficienza e la velocità della DNA polimerasi sono molto più elevate con la precisione. Con l’aiuto della DNA elicasi, la DNA polimerasi svolge il dsDNA per facilitare la replicazione.
Oltre alla polimerizzazione e all’attività esonucleasica, diverse altre funzioni della DNA polimerasi sono
la ricombinazione dei segmenti V(D)J, il riempimento delle lacune, la diversità degli antigeni, il mantenimento della lunghezza dei telomeri, la via di riparazione del DNA e l’ipermutazione somatica.
Se vuoi saperne di più sui diversi tipi di DNA polimerasi, la sua funzione, il meccanismo d’azione e altre informazioni correlate, leggi il nostro articolo: DNA polimerasi multifunzionale.
L’RNA polimerasi in poche parole:
Come la DNA polimerasi, anche l’RNA polimerasi è presente in tutti gli organismi viventi, ma funziona in modo diverso.
Sintetizza l’RNA a singolo filamento durante il processo di trascrizione.
Ha bisogno di un oloenzima per funzionare correttamente, ma non ha un’attività di correzione. Quindi il tasso di errore della RNA polimerasi è molto più alto di quello della DNA polimerasi.
La RNA polimerasi è lenta, inefficiente e aggiunge nucleotidi da 40 a 50 al secondo. Ma come la DNA polimerasi, anche la RNA polimerasi è importante per una cellula.
Se non è presente, come può essere sintetizzato l’mRNA? quindi, darle lo stesso rispetto come la DNA polimerasi. ?
Conclusione:
Nel 1956, la prima DNA polimerasi fu scoperta da Arther Kornberg. Entrambe le polimerasi sono importanti per una cellula.
Un errore nella funzione della polimerasi (sia DNA polimerasi che RNA polimerasi) provoca alcune anomalie. Queste anomalie possono causare alcuni gravi problemi genetici.
L’aggiunta di nucleotidi sbagliati durante la replicazione della trascrizione provoca una catena polipeptidica anormale e risulta in una proteina anormale o non funzionale.