”DNA-polymeras är ett enzym som syntetiserar DNA medan RNA-polymeras är ett enzym som syntetiserar RNA.”
Enzymer är den klass av proteiner som hjälper till att katalysera olika biologiska reaktioner. Ett polymeras är ett av de enzymer som syntetiserar nukleinsyror.
Nukleinsyran finns i cellkärnan antingen DNA eller RNA (RNA i fallet med det enda retroviruset) som är vårt genetiska material. DNA innehåller all information om en organism som den överför från en generation till en annan.
För att genom att följa den centrala dogmaprocessen – en kollektiv process av replikation, transkription och översättning – bildar DNA olika proteiner.
Genom replikationen blir DNA dubblerat, vilket transkriberas till funktionellt mRNA. Det mRNA har all information för att bilda ett specifikt protein. Det mRNA som översätts till en lång kedja av aminosyror som slutligen bildar ett specifikt protein.
Polymeraserna är hjälten i hela den centrala dogmaprocessen. Det är alltså allt detta som vi diskuterar.
Läs mer om DNA-replikation:
Endera DNA-polymeras eller RNA-polymeras är inblandade i detta, men båda är olika och utför en annan funktion.
I denna artikel kommer vi att diskutera några av de viktiga skillnaderna mellan båda våra hjältar som du aldrig kommer att få på internet.
Så låt oss börja artikeln,
Nyckelämnen:
Den första skillnaden är uppenbarligen de molekyler de syntetiserar.
”DNA-polymeraset syntetiserar DNA-strängen medan RNA-polymeraset syntetiserar RNA-strängen”
DNA-syntesen sker under replikationen, därför fungerar DNA-polymeraset under replikationen, alltid.
Men RNA-polymeraset fungerar under transkriptionen (RNA-syntesen sker endast under transkriptionen).
DNA är en dubbelsträngad molekyl, medan RNA är enkelsträngat- bildas från DNA under transkriptionen.
Baserat på detta är en annan skillnad mellan de båda att DNA-polymeraset tillverkar dubbelsträngat DNA, medan RNA-polymeraset tillverkar ett enkelsträngat RNA.
Den är därför alltid nödvändig för DNA-polymeraset att ha en kort enkelsträngad DNA/RNA-molekyl – kallad primer – för att starta syntesen, vilket inte krävs för RNA-polymeraset.
DNA-polymeraset infogar nukleotider först när det hittar den fria 3′ OH-änden som underlättas av primer-syntesen av primasenzymet.
Grafisk illustration av DNA-syntesprocessen med hjälp av DNA-polymeras och primer.
Men så är inte fallet med RNA-polymeras, RNA-polymeras lägger in nukleotider direkt.
Därmed är syntesprocessen som styrs av DNA-polymeraset inte de novo medan RNA-polymeraset syntetiserar RNA genom de novo.
DNA-polymeraset lägger till dATP, dGTP, dCTP och dTTP till den växande DNA-strängen medan RNA-polymeraset lägger in dATP, dGTP, dCTP och dUTP till den växande RNA-strängen.
(Eftersom RNA i stället för tymin innehåller uracil).
Trots att båda polymerasernas funktion är att syntetisera nukleinsyra är de båda funktionellt olika.
DNA-polymeraset har både polymerisations- och korrekturläsningsaktivitet medan RNA-polymeraset endast har polymerisationsaktivitet.
DNA-polymeraset infogar nukleotider och reparerar de felmatchade parningarna genom sin proof-reading-aktivitet.
I processen för proofreading – även kallad exonukleasaktivitet – spårar DNA-polymeraset tillbaka på den växande strängen, dess exonukleasdomän tar bort mismatchningen och polymeriseringsdomänen infogar ny nukleotid i stället.
På andra sidan har RNA-polymeraset ingen exonukleasaktivitet och kan därför inte reparera mismatchningen. På grund av detta är felprocenten för DNA-polymeraset mycket lägre än för RNA-polymeraset.
Polymeriseringshastigheten genom DNA-polymeraset är ungefär 1000 nukleotider per sekund (prokaryoter) medan RNA-polymerasets hastighet är 40 till 80 nukleotider per sekund.
Vi kan säga att DNA-polymeraset är snabbare, effektivt och mer exakt medan RNA-polymeraset är långsammare, ineffektivt och oprecist.
Grafisk illustration av processen för RNA syntetiserar med hjälp av RNA-polymeras utan primer.
DNA-polymeras har tre olika subtyper medan RNA-polymeras har fem olika subtyper (eukaryoter).
Syntesens slutprocess är också olika hos båda.
DNA fortsätter syntesen av DNA fram till slutet när strängen slutar slutar polymeriseringen. Därmed syntetiseras hela det kromosomala DNA:t.
Men RNA-polymeras är annorlunda. Polymerisationen genom RNA-polymeras avslutas när finner stoppkodonet eller termineringskodonet på nukleinsyrasträngen.
Båda styr den katalytiska reaktionen i olika stadier av cellcykeln.
DNA-polymeraset fungerar under S1-fasen av en cellcykel medan RNA-polymeraset fungerar under G1- och G2-fasen av den.
Under replikationen bildas fyra olika enkelsträngade DNA (två dubbelsträngade DNA) i slutet av den
Det duplexa DNA:t måste avvecklas kontinuerligt för att DNA-polymeraset ska kunna arbeta.
DNA-polymeraset krävde ett annat enzym som kallas helicas som avvecklar DNA:t för att underlätta för enkelsträngat mall-DNA. Dessutom krävdes även DNA-topoisomeras för att släppa spänningen från den återstående dsRNA-strängen.
- Helikas – Topoisomeras
I motsats till detta kräver RNA-polymeraset ingen avvecklingsprocess och därmed inget helikas som krävs i syntesprocessen.
Däremot behövs ett holoenzym för aktivering av RNA-polymeras.
Sammanfattningen av skillnaderna mellan DNA-polymeras och RNA-polymeras visas i tabellen nedan,
| Differens | DNA-polymeras | RNA-polymeras | |
| Syntes | Framställning av DNA | Framställning av RNA | |
| Aktivitet | Polymerisering samt bevis-.läsning | Endast polymerisering | |
| Process | Involverad i replikation | Involverad i transkription | |
| Nukleotider | A, T, G och C | A, U, G och C | |
| Celldelning | Under S1-fasen | Under G1- och G2-fasen | |
| Tillägg enzym | Helicas och topoisomeras | Holoenzym | |
| Felprocent | Senligt lågt (på grund av bevis- | Väldigt hög | |
| Polymeriseringshastighet | Hög | Hög | Låg |
| Effektivitet | Hög | Låg | |
| Process | Inte de novo | De novo | |
| Primer | Krävs | Inte krävs | Inte krävs |
DNA polymeras i ett nötskal:
DNA-polymeraset är ett enzym som syntetiserar DNA i alla levande organismer och som därför finns i nästan alla organismer på jorden. Det hjälper till vid replikation för att kopiera DNA med hjälp av den enkelsträngade primern – antingen DNA eller RNA.
DNA-polymeraset kan inte replikera DNA de novo, det krävs en fri 3′ OH-grupp för att göra det, vilket tillhandahålls av primern.
Det har en polymeriseringsdomän samt en exonukleasedomän och på grund av detta har det förmågan att reparera felmatchningar också.
Den har 5′ till 3′-polymerisationsaktivitet och 3′ till 5′- och 5′ till 3′-exonukleasaktivitet.
5 olika DNA pol i prokaryoter och 4 olika polymerasfamiljer finns i eukaryoter.
DNA-polymerasets precision, effektivitet och hastighet är mycket högre med noggrannhet. Med hjälp av DNA-helikas avvecklar DNA-polymeraset dsDNA för att underlätta replikationen.
Förutom polymerisering och exonukleasaktivitet är flera andra funktioner hos DNA-polymeras
V(D)J-segmentrekombination, gapfyllning, antigendiversitet, upprätthållande av telomerlängden, DNA-reparationsväg och somatisk hypermutation.
Om du vill veta mer om de olika typerna av DNA-polymeras, dess funktion, verkningsmekanism och annan relaterad information kan du läsa vår artikel: Multifunktionellt DNA-polymeras.
RNA-polymeras i ett nötskal:
Som DNA-polymeras finns även RNA-polymeras i alla levande organismer, men fungerar dock på olika sätt.
Det syntetiserar enkelsträngat RNA under transkriptionsprocessen.
Det krävde ett holoenzym för att fungera korrekt, även om det inte har någon korrekturläsningsaktivitet. Därför är felprocenten för RNA-polymeraset mycket högre än för DNA-polymeraset.
RNA-polymeraset är långsamt, ineffektivt och lägger till nukleotider 40 till 50 per sekund. Men i likhet med DNA-polymeras är RNA-polymeras också viktigt för en cell.
Om det inte finns, hur kan mRNA syntetiseras? ge det därför samma respekt som liksom DNA-polymeras. ?
Slutsats:
År 1956 upptäcktes det första DNA-polymeraset av Arther Kornberg. Båda polymeraserna är viktiga för en cell.
Fel i polymerasets funktion (antingen DNA-polymeras eller RNA-polymeras) leder till vissa avvikelser. Dessa avvikelser kan orsaka vissa allvarliga genetiska problem.
Felaktig nukleotidtillsats under replikationen av transkriptionen resulterar i en onormal polypeptidkedja och resulterar i ett onormalt eller icke-fungerande protein.