Основное различие - ДНК против РНК-полимеразы

ДНК - это генетический материал почти всех живых организмов. ДНК-полимераза и РНК-полимераза - два фермента, которые работают с ДНК. ДНК-полимераза - это фермент, используемый при репликации ДНК, а РНК-полимераза - это фермент, используемый при транскрипции. Оба фермента способны образовывать фосфодиэфирные связи между нуклеотидами. Направление полимеризации находится в диапазоне от 5’к 3’. ДНК-полимераза требует праймера для инициации полимеризации, в то время как РНК-полимераза не требует праймера. В главное отличие между ДНК и РНК-полимеразой заключается в том, что ДНК-полимераза продуцирует двухцепочечную молекулу ДНК во время полимеризации, тогда как РНК-полимераза продуцирует одноцепочечную молекулу РНК во время транскрипции..

Ключевые области покрыты

1. Что такое ДНК-полимераза - Определение, репликация ДНК, процесс 2. Что такое РНК-полимераза - Определение, транскрипция, процесс 3. Каковы сходства между ДНК и РНК-полимеразой - Обзор общих черт 4. В чем разница между ДНК и РНК-полимеразой - Сравнение основных различий

Ключевые слова: ДНК, ДНК-полимераза, репликация ДНК, РНК, РНК-полимераза, транскрипция.

Что такое ДНК-полимераза

ДНК-полимераза - это фермент, который синтезирует новые молекулы ДНК из нуклеотидов ДНК в процессе, называемом репликацией ДНК. Репликация ДНК происходит в S-фазе интерфазы перед делением ядра. Это тип управляемого матрицей синтеза ДНК, поскольку новые нуклеотиды комплементарно спарены с существующими нуклеотидами матричной цепи. Репликация ДНК также является полуконсервативным процессом, при котором обе цепи двухцепочечной ДНК используются в качестве матриц для репликации ДНК одновременно, но в противоположном направлении. Обычно ДНК-полимераза добавляет нуклеотиды в направлении от 5’к 3’. Геликаза - это еще один тип фермента, участвующего в репликации ДНК, который раскручивает двухцепочечную ДНК. Для инициации репликации ДНК требуется праймер. Праймер - это короткая цепь (18-22 оснований) ДНК или РНК, которая обеспечивает 3’OH-конец для репликации ДНК. Начиная с 3’OH-конца праймера, ДНК-полимераза добавляет к растущей цепи комплементарные нуклеотиды матрицы. Процесс репликации ДНК показан на рисунке 1.

Рисунок 1: Репликация ДНК

Прокариоты содержат ДНК-полимеразу от I до V. Pol I и Pol III - два типа ДНК-полимераз, которые отвечают за 80% репликации ДНК. Эукариоты содержат полимеразы α, β, λ, γ, σ, μ, δ, ε, η, ι, κ, ζ, θ и Rev1. Ретровирусы, такие как РНК-вирусы, используют обратную транскриптазу для синтеза ДНК из матрицы РНК.

Что такое РНК-полимераза

РНК-полимераза - это фермент, ответственный за синтез молекул РНК из ДНК в процессе, называемом транскрипцией. Он добавляет нуклеотиды РНК в направлении от 5’к 3’ для получения одноцепочечной молекулы РНК. Эта РНК может быть информационной РНК (мРНК), транспортной РНК (тРНК) или рибосомной РНК (рРНК). В синтезе белка участвуют все три типа РНК. Связывание РНК-полимеразы требует идентификации промотора гена, который будет транскрибироваться. После связывания фермента РНК-полимераза добавляет дополнительные нуклеотиды РНК к антисмысловой цепи ДНК. Процесс транскрипции показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Транскрипция

Прокариоты содержат один тип РНК-полимеразы. Однако эукариоты содержат пять РНК-полимераз: от РНК-полимеразы I до V. РНК-полимераза I отвечает за 50% транскрипции. Он также полимеризует рРНК. РНК-полимераза II участвует в транскрипции мРНК. тРНК, часть рРНК и несколько меньших РНК транскрибируются РНК-полимеразой III. РНК-полимеразы IV и V обнаруживаются исключительно в растениях, участвуя в образовании миРНК и гетерохроматина.

Сходства между ДНК и РНК-полимеразой

Разница между ДНК и РНК-полимеразой

Определение

ДНК-полимераза: ДНК-полимераза - это фермент, который синтезирует новые молекулы ДНК из нуклеотидов ДНК в процессе, называемом репликацией ДНК.

РНК-полимераза: РНК-полимераза - это фермент, ответственный за синтез молекул РНК из ДНК в процессе, называемом транскрипцией.

Использовать

ДНК-полимераза: ДНК-полимераза используется в репликации ДНК.

РНК-полимераза: РНК-полимераза используется в транскрипции.

Продукт

ДНК-полимераза: ДНК-полимераза синтезирует двухцепочечную молекулу ДНК.

РНК-полимераза: РНК-полимераза синтезирует одноцепочечную молекулу РНК.

Нуклеотиды

ДНК-полимераза: ДНК-полимераза использует нуклеотиды ДНК для синтеза новой цепи.

РНК-полимераза: РНК-полимераза использует нуклеотиды РНК для синтеза новой цепи.

Активность в клеточном цикле

ДНК-полимераза: ДНК-полимераза активна во время S-фазы интерфазы.

РНК-полимераза: РНК-полимераза активна во время G₁ и G₂ фазы фазы роста.

Связывание ферментов

ДНК-полимераза: Связывание ДНК-полимеразы с цепью требует репликационной вилки, которая создается ДНК-гиразой.

РНК-полимераза: Связывание РНК-полимеразы с цепью требует, чтобы ее холофермент распознал промотор гена.

Грунтовка

ДНК-полимераза: ДНК-полимеразе требуется праймер для инициации репликации.

РНК-полимераза: РНК-полимераза не требует праймера для инициации транскрипции.

Экзонуклеазная активность

ДНК-полимераза: ДНК-полимераза обладает экзонуклеазной активностью.

РНК-полимераза: РНК-полимераза не обладает экзонуклеазной активностью.

Удлинение

ДНК-полимераза: ДНК-полимераза синтезирует всю хромосому.

РНК-полимераза: РНК-полимераза останавливает синтез на сайте терминации транскрипции.

Скорость

ДНК-полимераза: ДНК-полимераза E. coli добавляет 1000 нуклеотидов в секунду.

РНК-полимераза: РНК-полимераза E. coli добавляет 40-80 нуклеотидов в секунду.

Частота ошибок

ДНК-полимераза: У ДНК-полимеразы меньше ошибок.

РНК-полимераза: РНК-полимераза имеет высокий уровень ошибок по сравнению с ДНК-полимеразой.

Типы

ДНК-полимераза: Pol I и Pol III - это два типа ДНК-полимераз, которые отвечают за 80% репликации ДНК в клетке.

РНК-полимераза: Эукариоты содержат РНК-полимеразу от I до V. Прокариоты содержат только один тип РНК-полимераз.

Заключение

ДНК и РНК-полимераза - это два фермента, ответственных за синтез молекул ДНК и РНК из генетического материала внутри ядра. ДНК-полимераза используется в репликации ДНК, в то время как РНК-полимераза участвует в транскрипции. Основное различие между ДНК и РНК-полимеразой заключается в их функции и требованиях.

Ссылка:

1. «ДНК-полимераза». ДНК-полимераза - Биологический онлайн-словарь, доступный здесь. 2. Мандал, Ананья. «Что такое ДНК-полимераза?» News-Medical.net, 23 апреля 2014 г., доступно здесь. 3. «РНК-полимераза - определение, функции и типы». Биологический словарь, 29 апреля 2017 г., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Репликация ДНК 0323» от OpenStax - (CC BY 4.0) через Commons Wikimedia 2. «Транскрипция ДНК»: переработано и векторизовано мной - Национальный институт исследования генома человека, (общественное достояние) через Commons Wikimedia