Rozdíl mezi RNA polymerázou 1, 2 a 3

Hlavní rozdíl mezi RNA polymerázou 1, 2 a 3 spočívá v tom, že RNA polymeráza 1 (Pol 1) přepisuje geny rRNA a RNA polymeráza 2 (Pol 2) přepisuje především geny mRNA, zatímco RNA polymeráza 3 (Pol 3) přepisuje především geny tRNA.

Polymeráza RNA je enzym, který se podílí na přepisu genů do molekul RNA během prvního kroku syntézy bílkovin. Mezitím mají eukaryota tři typy RNA polymeráz, které jsou klasifikovány jako RNA polymeráza 1, 2 a 3 podle typu RNA, kterou polymerují.

Klíčové oblasti, kterými se zabývají

1. Co je RNA polymeráza 1
– definice, podjednotky, transkripce
2. Co je RNA polymeráza 2
– definice, podjednotky, transkripce
3. Co je RNA polymeráza 3
– definice, podjednotky, transkripce
4. Jaké jsou podobnosti mezi RNA polymerázou 1, 2 a 3
– nástin společných rysů
5. Jaký je rozdíl mezi RNA polymerázou 1, 2 a 3
– porovnání hlavních rozdílů

Klíčové pojmy

RNA polymeráza 1, RNA polymeráza 2, RNA polymeráza 3, podjednotky, Typy RNA

Co je RNA polymeráza 1

RNA polymeráza 1 (Pol 1) je typ eukaryotické RNA polymerázy odpovědný za syntézu pre-rRNA, která je 45S. Zráním 45S rRNA vznikají 28S, 18S a 5,8S rRNA. 28S a 5,8S jsou složkou velké podjednotky rRNA, zatímco 18S tvoří malou podjednotku eukaryotického ribozomu. RNA polymeráza 1 je zodpovědná za tvorbu 50 % celkové RNA buňky.

Obrázek 1: Tvorba ribozomu z rRNA

RNA polymeráza 1 je enzym o velikosti 590 kDa, který obsahuje 14 proteinových podjednotek. Na tvorbě jádra se podílí 10 podjednotek z nich: Rpb5, Rpb6, Rpb8, Rpb10, Rpb12, A190, A135, AC40, AC19 a A12.2. Pět podjednotekRpb5, Rpb6, Rpb8, Rpb10 a Rpb12 se vyskytuje také v RNA polymeráze 2 a 3.

Co je RNA polymeráza 2

RNA polymeráza 2 (Pol 2) je hlavní typ RNA polymerázy, která se podílí na transkripci u eukaryot. Přepisuje především geny kódující bílkoviny do mRNA. Kromě toho RNA polymeráza 2 přepisuje také geny miRNA, snRNA a snoRNA.

Obrázek 2: Úloha RNA polymerázy 2

RNA polymeráza 2 je enzym o velikosti 550 kDa s 12 proteinovými podjednotkami. Největší podjednotka RNA polymerázy II se skládá z C terminální domény (CTD), jejíž fosforylace je nezbytná pro transkripci a zpracování RNA.

Co je RNA polymeráza 3

RNA polymeráza 3 je typ eukaryotické RNA polymerázy, která přepisuje především geny tRNA. Transkribuje také geny 5S rRNA a geny U6 spliceozomální RNA. Geny přepisované RNA polymerázou 3 jsou tzv. housekeepingové geny, jejichž funkce je pro živou buňku nezbytná. Proto je exprese RNA polymerázy 3 během růstu buňky přísně regulována. Přepis genů tRNA a genů 5S rRNA je iniciován samostatnými transkripčními faktory.

Obrázek 3: Struktura tRNA

Podobnosti mezi RNA polymerázou 1, 2 a 3

• RNA polymeráza 1, 2 a 3 jsou tři typy eukaryotických RNA polymeráz.
• Podílejí se na přepisu genů do různých typů RNA.
• Všechny tři RNA polymerázy se skládají ze společných podjednotek jiných než podjednotek podobných α.
• Všechny tři RNA polymerázy jsou tvořeny společnými podjednotkami. Kromě toho každá RNA polymeráza obsahuje tři až sedm jedinečných menších podjednotek.
• Hlavní jejich funkcí je přidávat komplementární nukleotidy RNA k vláknu DNA. Všechny tři RNA polymerázy jsou tedy DNA-dependentní RNA polymerázy.
• Pro zahájení polymerace nevyžadují primer.
• Přidávají nukleotidy RNA ve směru 5′ až 3′ a spojují je pomocí tvorby fosfodiesterových vazeb.
• Energie pro polymeraci pochází z hydrolýzy fosfoanhydridové vazby mezi alfa a beta vstupujícího nukleotidu.

Rozdíl mezi RNA polymerázou 1, 2 a 3

Definice

RNA polymeráza 1 označuje RNA polymerázu, která přepisuje pouze ribozomální RNA (nikoli však 5S rRNA), typ RNA, který tvoří více než 50 % celkové RNA syntetizované v buňce. RNA polymeráza 2 označuje centrální enzym, který katalyzuje syntézu mRNA řízenou DNA během transkripce genů kódujících proteiny, zatímco RNA polymeráza 3 označuje RNA polymerázu, která přepisuje malé nepřekládané RNA, jako jsou tRNA.

Typy přepisované RNA

RNA polymeráza 1 přepisuje geny rRNA, zatímco RNA polymeráza 2 přepisuje geny mRNA, miRNA, snRNA a snoRNA. RNA polymeráza 3 přepisuje geny tRNA a 5S rRNA. To je hlavní rozdíl mezi RNA polymerázou 1, 2 a 3.

Umístění uvnitř jádra

RNA polymeráza 1 sídlí v jádře, zatímco RNA polymeráza 2 a 3 v nukleoplasmě.

Geny

RNA polymeráza 1 přepisuje pre-rRNA v počtu ~200 kopií, zatímco RNA polymeráza 2 přepisuje ~25 000 genů a RNA polymeráza 3 přepisuje 30-50 genů v různém počtu kopií.

Podjednotka podobná α

Polymeráza RNA I a III obsahují dvě stejné neidentické podjednotky podobné α, zatímco polymeráza II má dvě kopie jiné podjednotky podobné α.

Inhibice alfa-amanitinem

RNA polymeráza 1 je necitlivá na α-amanitin; RNA polymeráza 2 je citlivá na 1 μg/ml α-amanitinu a RNA polymeráza 3 je citlivá na 10 μg/ml α-amanitinu.

Závěr

RNA polymeráza 1 přepisuje geny rRNA, zatímco RNA polymeráza 2 přepisuje geny mRNA a RNA polymeráza 3 přepisuje geny tRNA. RNA polymeráza 1 se navíc vyskytuje v jádře, zatímco RNA polymeráza 2 a 3 se vyskytují v nukleoplasmě jádra. Hlavní rozdíl mezi RNA polymerázou 1, 2 a 3 spočívá v typu přepisu genů a jejich umístění uvnitř jádra.

Odkaz:

1. Tafur, Lucas et al. „Molekulární struktury transkribující RNA polymerázy I“. Molecular Cell 64.6 (2016): 1135-1143. PMC. Web. 10. července 2018, dostupné zde
2. Hahn, Steven. „Structure and Mechanism of the RNA Polymerase II Transcription Machinery“ (Struktura a mechanismus transkripčního stroje RNA polymerázy II). Příroda strukturní & molekulární biologie 11.5 (2004): 394-403. PMC. Web. 10. července 2018, dostupné zde
3. Khatter, Heena. RNA Polymerase I and III: Similar Yet Unique. vol. 47, ELSEVIER, Available Here

Image Courtesy:

1. „Ribosomal rRNA subunits“ (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
2. „DNA transcription“ By reworked and vectorized by myself – National Human Genome Research Institute, (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. „The tRNA cloverleaf general“ By Yikrazuul – Own work (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia