Diferencia entre la ARN polimerasa 1, 2 y 3

La principal diferencia entre la ARN polimerasa 1, 2 y 3 es que la ARN polimerasa 1 (Pol 1) transcribe genes de ARNr y, la ARN polimerasa 2 (Pol 2) transcribe principalmente genes de ARNm mientras que la ARN polimerasa 3 (Pol 3) transcribe principalmente genes de ARNt.

La ARN polimerasa es la enzima que participa en la transcripción de los genes en moléculas de ARN durante el primer paso de la síntesis de proteínas. Por su parte, los eucariotas tienen tres tipos de ARN polimerasas clasificadas como ARN polimerasa 1, 2 y 3 en función del tipo de ARN que polimerizan.

Áreas clave tratadas

1. Qué es la ARN polimerasa 1
– Definición, subunidades, transcripción
2. Qué es la ARN polimerasa 2
– Definición, subunidades, transcripción
3. Qué es la ARN polimerasa 3
– Definición, subunidades, transcripción
4. Cuáles son las similitudes entre las ARN polimerasas 1, 2 y 3
– Resumen de las características comunes
5. Cuál es la diferencia entre las ARN polimerasas 1, 2 y 3
– Comparación de las principales diferencias

Términos clave

ARN polimerasa 1, ARN polimerasa 2, ARN polimerasa 3, subunidades, Tipos de ARN

Qué es la ARN Polimerasa 1

La ARN Polimerasa 1 (Pol 1) es un tipo de ARN Polimerasa eucariota responsable de la síntesis del pre-ARNr, que es el 45S. La maduración del ARNr 45S produce los ARNr 28S, 18S y 5,8S. El 28S y el 5,8S son el componente de ARNr de la subunidad grande, mientras que el 18S forma la subunidad pequeña del ribosoma eucariótico. La ARN polimerasa 1 es responsable de la producción del 50% del ARN total de la célula.

Figura 1: Formación del ribosoma a partir del ARNr

La ARN polimerasa 1 es una enzima de 590 kDa, que contiene 14 subunidades proteicas. De ellas, 10 subunidades participan en la formación del núcleo: Rpb5, Rpb6, Rpb8, Rpb10, Rpb12, A190, A135, AC40, AC19 y A12.2. Las cinco subunidadesRpb5, Rpb6, Rpb8, Rpb10 y Rpb12 también se encuentran en la ARN polimerasa 2 y 3.

¿Qué es la ARN polimerasa 2

La ARN polimerasa 2 (Pol 2) es el principal tipo de ARN polimerasa que participa en la transcripción en eucariotas. Transcribe principalmente los genes codificadores de proteínas en ARNm. Además, la ARN polimerasa 2 transcribe también genes de miARN, ARNsn y ARNsn.

Figura 2: Función de la ARN polimerasa 2

La ARN polimerasa 2 es una enzima de 550 kDa con 12 subunidades proteicas. La subunidad más grande de la ARN polimerasa II consiste en un dominio terminal C (CTD) cuya fosforilación es esencial para la transcripción y el procesamiento del ARN.

¿Qué es la ARN polimerasa 3

El ARN polimerasa 3 es el tipo de ARN polimerasa eucariota que transcribe principalmente genes de ARNt. También transcribe genes de ARNr 5S y genes de ARN spliceosomal U6. Los genes transcritos por la ARN polimerasa 3 son genes de mantenimiento cuya función es esencial para una célula viva. Por lo tanto, la expresión de la ARN polimerasa 3 está estrechamente regulada durante el crecimiento celular. La transcripción de los genes de ARNt y de los genes de ARNr 5S es iniciada por factores de transcripción separados.

Figura 3: Estructura del ARNt

Similitudes entre las ARN polimerasas 1, 2 y 3

• Las ARN polimerasas 1, 2 y 3 son tres tipos de ARN polimerasas eucariotas.
• Están implicadas en la transcripción de genes en varios tipos de ARN.
• Las tres ARN polimerasas constan de subunidades comunes distintas de las subunidades tipo α. Además, cada ARN polimerasa contiene tres-siete subunidades menores únicas.
• La función principal de las mismas es añadir nucleótidos de ARN complementarios a una cadena de ADN. Por lo tanto, las tres ARN polimerasas son ARN polimerasas dependientes del ADN.
• No requieren un cebador para el inicio de la polimerización.
• Añaden nucleótidos de ARN en la dirección 5′ a 3′, enlazándolos mediante la formación de enlaces fosfodiéster.
• La energía para la polimerización proviene de la hidrólisis del enlace fosfoanhídrido entre alfa y beta del nucleótido entrante.

Diferencia entre las ARN polimerasas 1, 2 y 3

Definición

La ARN polimerasa 1 se refiere a la ARN polimerasa que sólo transcribe el ARN ribosómico (pero no el ARNr 5S), un tipo de ARN que representa más del 50% del ARN total sintetizado en una célula. La ARN polimerasa 2 se refiere a la enzima central que cataliza la síntesis de ARNm dirigida por el ADN durante la transcripción de los genes codificantes de proteínas, mientras que la ARN polimerasa 3 se refiere a la ARN polimerasa que transcribe pequeños ARN no traducidos, como los ARNt.

Tipos de ARN transcritos

La ARN polimerasa 1 transcribe genes de ARNr, mientras que la ARN polimerasa 2 transcribe genes de ARNm, ARNmi, ARNsn y ARNsn. La ARN polimerasa 3 transcribe los genes ARNt y ARNr 5S. Esta es la principal diferencia entre las ARN polimerasas 1, 2 y 3.

Localización dentro del núcleo

La ARN polimerasa 1 reside en el nucléolo mientras que las ARN polimerasas 2 y 3 residen en el nucleoplasma.

Genes

La ARN polimerasa 1 transcribe el pre-ARNr en ~200 copias mientras que la ARN polimerasa 2 transcribe ~25.000 genes, y la ARN polimerasa 3 transcribe 30-50 genes en números de copias variables.

Subunidad tipo alfa

La ARN polimerasa I y III contienen las mismas dos subunidades tipo α no idénticas, mientras que la polimerasa II tiene dos copias de una subunidad tipo α diferente.

Inhibición con alfa-amanitina

La ARN polimerasa 1 es insensible a la α-amanitina; la ARN polimerasa 2 es sensible a 1 μg/mL de α-amanitina, y la ARN polimerasa 3 es sensible a 10 μg/mL de α-amanitina.

Conclusión

La ARN polimerasa 1 transcribe genes de ARNr, mientras que la ARN polimerasa 2 transcribe genes de ARNm, y la ARN polimerasa 3 transcribe genes de ARNt. Además, la ARN polimerasa 1 se encuentra en el nucléolo, mientras que las ARN polimerasas 2 y 3 se encuentran en el nucleoplasma del núcleo. La principal diferencia entre las ARN polimerasas 1, 2 y 3 es el tipo de genes que transcriben y su ubicación dentro del núcleo.

Referencia:

1. Tafur, Lucas et al. «Estructuras moleculares de la ARN polimerasa I transcriptora». Molecular Cell 64.6 (2016): 1135-1143. PMC. Web. 10 de julio de 2018, Disponible aquí
2. Hahn, Steven. «Estructura y mecanismo de la maquinaria de transcripción de la ARN polimerasa II». Nature structural & molecular biology 11.5 (2004): 394-403. PMC. Web. 10 de julio de 2018, Disponible aquí
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) vía 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