„Polimeraza DNA jest enzymem syntetyzującym DNA, podczas gdy polimeraza RNA jest enzymem syntetyzującym RNA.”
Enzymy są klasą białek, które pomagają w katalizowaniu różnych reakcji biologicznych. Polimeraza jest jednym z enzymów, które syntetyzują kwasy nukleinowe.
Kwas nukleinowy jest obecny w jądrze komórki albo DNA lub RNA (RNA w przypadku jedynego retrowirusa), który jest materiałem genetycznym nas. DNA posiada wszystkie informacje o organizmie, które przenosi z pokolenia na pokolenie.
Dla tego przez następujące centralny proces dogmat- zbiorczy proces replikacji, transkrypcji i tłumaczenia, DNA tworzy różne białka.
Poprzez replikację, DNA staje się podwojony, który transkrybowany do funkcjonalnego mRNA. MRNA ma wszystkie informacje, aby utworzyć specyficzne białko. MRNA tłumaczy się na długi łańcuch aminokwasów, który ostatecznie tworzy specyficzne białko.
Polimerazy są bohaterem całego procesu centralnego dogmatu. Dlatego dyskutujemy o tym wszystkim.
Przeczytaj więcej na temat replikacji DNA: Ogólny proces replikacji DNA.
Zaangażowana w to jest albo polimeraza DNA, albo polimeraza RNA, jednak obie są różne i pełnią inną funkcję.
W niniejszym artykule, omówimy niektóre z ważnych różnic między obu naszych bohaterów, które nigdy nie dostaniesz w Internecie.
Zacznijmy więc artykuł,
Kluczowe tematy:
Oczywiście, pierwszą różnicą są molekuły, które syntetyzują.
„Polimeraza DNA syntetyzuje nić DNA, podczas gdy polimeraza RNA syntetyzuje nić RNA”
Synteza DNA zachodzi podczas replikacji, dlatego polimeraza DNA funkcjonuje podczas replikacji, zawsze.
Podczas gdy polimeraza RNA funkcjonuje podczas procesu transkrypcji (synteza RNA zachodzi tylko podczas transkrypcji).
DNA jest dwuniciową cząsteczką, podczas gdy RNA jest jednoniciowe – utworzone z DNA podczas transkrypcji.
Na tej podstawie, inną różnicą między obiema jest to, że polimeraza DNA wytwarza dwuniciowe DNA, podczas gdy polimeraza RNA wytwarza jednoniciowe RNA.
Z tego powodu polimeraza DNA zawsze wymaga krótkiej jednoniciowej cząsteczki DNA/RNA zwanej primerem do rozpoczęcia syntezy, co nie jest wymagane przez polimerazę RNA.
Polimeraza DNA wstawia nukleotydy tylko wtedy, gdy znajdzie wolny 3′ OH koniec ułatwiony przez primer-syntezę przez enzym primazę.
Graficzna ilustracja procesu syntezy DNA przy użyciu polimerazy DNA i primera.
Ale tak nie jest w przypadku polimerazy RNA, polimeraza RNA dodaje nukleotydy bezpośrednio.
Dlatego proces syntezy regulowany przez polimerazę DNA nie jest de novo, podczas gdy polimeraza RNA syntetyzuje RNA przez de novo.
Polimeraza DNA dodaje dATP, dGTP, dCTP i dTTP do rosnącej nici DNA, podczas gdy polimeraza RNA wstawia dATP, dGTP, dCTP i dUTP do rosnącej nici RNA.
(Ponieważ zamiast tyminy, RNA zawiera uracyl).
Chociaż funkcją obu polimeraz jest synteza kwasu nukleinowego, obie są funkcjonalnie różne.
Polimeraza DNA ma aktywność polimeryzacyjną, jak również korekcyjną, podczas gdy polimeraza RNA ma tylko aktywność polimeryzacyjną.
Polimeraza DNA wstawia nukleotydy i naprawia niedopasowane pary przez swoją aktywność proof-reading.
W procesie korekty – znanym również jako aktywność egzonukleazy, polimeraza DNA śledzi rosnącą nić, jej domena egzonukleazy usuwa niedopasowanie, a domena polimeryzacji wstawia w jej miejsce nowy nukleotyd.
Po drugiej stronie, polimeraza RNA nie ma aktywności egzonukleazy, a więc nie może naprawić niedopasowania. Z tego powodu poziom błędów polimerazy DNA jest znacznie niższy niż polimerazy RNA.
Szybkość polimeryzacji przez polimerazę DNA wynosi około 1000 nukleotydów na sekundę (prokariota), podczas gdy szybkość polimerazy RNA wynosi od 40 do 80 nukleotydów na sekundę.
Możemy powiedzieć, że polimeraza DNA jest szybsza, wydajna i dokładniejsza, podczas gdy polimeraza RNA jest wolniejsza, nieefektywna i niedokładna.
Graficzna ilustracja procesu syntezy RNA przy użyciu polimerazy RNA bez primera.
Polimeraza DNA ma trzy różne podtypy, podczas gdy polimeraza RNA ma pięć różnych podtypów (eukariota).
Końcowy proces syntezy jest również inny u obu.
DNA kontynuuje syntezę DNA aż do końca, kiedy kończy się nić, polimeryzacja zatrzymuje się. Stąd syntetyzuje cały chromosomalny DNA.
Ale polimeraza RNA jest inna. Polimeryzacja przez polimerazę RNA jest zakończona, gdy znajdzie kodon stopu lub kodon zakończenia na nici kwasu nukleinowego.
Oba regulują reakcję katalityczną w różnych etapach cyklu komórkowego.
Polimeraza DNA funkcjonuje w fazie S1 cyklu komórkowego, podczas gdy polimeraza RNA funkcjonuje w fazie G1 i G2 tego cyklu.
Podczas replikacji cztery różne jednoniciowe DNA (dwa dwuniciowe DNA) są tworzone na jej końcu
Dupleksowe DNA musi odwijać się w sposób ciągły, aby polimeraza DNA mogła pracować.
Polimeraza DNA wymagała innego enzymu zwanego helikazą odwijającego DNA, aby ułatwić jednoniciowy szablon DNA. Oprócz tego wymagała również topoizomerazy DNA, aby zwolnić napięcie z pozostałej nici dsRNA.
- Helicaza – Topoizomeraza
W przeciwieństwie do tego, polimeraza RNA nie wymaga żadnego procesu odwijania, a więc nie ma helikazy wymaganej w procesie syntezy.
Jednakże do aktywacji polimerazy RNA potrzebny jest holoenzym.
Podsumowanie różnic pomiędzy polimerazą DNA a polimerazą RNA przedstawiono w poniższej tabeli,
| Różnica | Polimeraza DNA | Polimeraza RNA |
| Synteza | Produkcja DNA | Produkcja RNA |
| Aktywność | Polimeryzacja, jak również proof-.czytanie | Tylko polimeryzacja |
| Proces | Zaangażowany w replikację | Zaangażowany w transkrypcję |
| Nukleotydy | A, T, G i C | A, U, G i C |
| Podział komórki | Podczas fazy S1 | Podczas fazy G1 i G2 |
| Dodatkowe enzym | Helicaza i topoizomeraza | Holoenzym |
| Częstotliwość błędów | Bardzo niska (ze względu na aktywność proof-odczytu) | Bardzo wysoka |
| Szybkość polimeryzacji | Wysoka | Niska |
| Wydajność | Wysoka | Niska |
| Proces | Nie de novo | De novo |
| Primer | Wymagany | Niewymagany |
Polimeraza DNA w pigułce:
Polimeraza DNA jest enzymem syntetyzującym DNA we wszystkich organizmach żywych, a więc obecnym w prawie wszystkich organizmach na Ziemi. Pomaga w replikacji w celu skopiowania DNA przy użyciu jednoniciowego primera – albo DNA albo RNA.
Polimeraza DNA nie może replikować DNA de novo, wymaga wolnej 3′ grupy OH, aby to zrobić, który jest dostarczany przez primer.
Posiada ona domenę polimeryzacji, jak również egzonukleazy, i z tego powodu ma moc naprawiania niedopasowań również.
Ma aktywność polimeryzacji od 5′ do 3′ oraz aktywność egzonukleazy od 3′ do 5′ i od 5′ do 3′.
5 różnych DNA pol u prokariotów i 4 różne rodziny polimeraz są obecne u eukariotów.
Precyzja, wydajność i szybkość polimerazy DNA są znacznie większe z dokładnością. Z pomocą helikazy DNA, polimeraza DNA odwija dsDNA w celu ułatwienia replikacji.
Oprócz polimeryzacji i aktywności egzonukleazy, kilka innych funkcji polimerazy DNA to
rekombinacja segmentów V(D)J, wypełnianie luk, zróżnicowanie antygenów, utrzymywanie długości telomerów, ścieżka naprawy DNA i hipermutacja somatyczna.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o różnych typach polimerazy DNA, jej funkcji, mechanizmie działania i innych powiązanych informacjach, przeczytaj nasz artykuł: Wielofunkcyjna polimeraza DNA.
Polimeraza RNA w pigułce:
Tak jak polimeraza DNA, polimeraza RNA jest również obecna we wszystkich żywych organizmach, jednak funkcjonuje inaczej.
Syntetyzuje jednoniciowe RNA podczas procesu transkrypcji.
Wymaga holoenzymu do prawidłowego funkcjonowania, choć nie posiada aktywności korekcyjnej. Stąd wskaźnik błędów polimerazy RNA jest znacznie wyższy niż polimerazy DNA.
Polimeraza RNA jest powolna, nieefektywna i dodaje nukleotydy 40 do 50 na sekundę. Ale podobnie jak polimeraza DNA, polimeraza RNA jest również ważna dla komórki.
Jeśli nie jest obecna, jak może być syntetyzowany mRNA? dlatego też, Daj jej równy szacunek jak polimerazie DNA. ?
Wniosek:
W 1956 roku pierwsza polimeraza DNA została odkryta przez Arthera Kornberga. Obie polimerazy są ważne dla komórki.
Błąd w funkcji polimerazy (albo polimeraza DNA lub polimeraza RNA) powoduje pewne nieprawidłowości. Nieprawidłowości te mogą powodować pewne poważne problemy genetyczne.
nieprawidłowe dodanie nukleotydu podczas replikacji transkrypcji powoduje powstanie nieprawidłowego łańcucha polipeptydowego i skutkuje nieprawidłowym lub niefunkcjonującym białkiem.