Diferența dintre ARN Polimeraza 1, 2 și 3

Principala diferență dintre ARN Polimeraza 1, 2 și 3 este că ARN polimeraza 1 (Pol 1) transcrie genele ARNr și, ARN polimeraza 2 (Pol 2) transcrie în principal genele ARNm, în timp ce ARN polimeraza 3 (Pol 3) transcrie în principal genele ARNt.

ARN polimeraza este enzima implicată în transcrierea genelor în molecule de ARN în timpul primei etape a sintezei proteinelor. Între timp, eucariotele au trei tipuri de ARN polimeraze clasificate ca ARN polimeraza 1, 2 și 3, în funcție de tipul de ARN pe care îl polimerizează.

Domenii cheie abordate

1. Ce este ARN polimeraza 1
– Definiție, subunități, transcripție
2. Ce este ARN polimeraza 2
– Definiție, subunități, transcripție
3. Ce este ARN polimeraza 3
– Definiție, subunități, transcripție
4. Care sunt asemănările dintre ARN polimerazele 1, 2 și 3
– Prezentarea trăsăturilor comune
5. Care este diferența dintre ARN Polimeraza 1, 2 și 3
– Comparație a diferențelor cheie

Termeni cheie

ARN Polimeraza 1, ARN Polimeraza 2, ARN Polimeraza 3, Subunități, Tipuri de ARN

Ce este ARN Polimeraza 1

ARN polimeraza 1 (Pol 1) este un tip de ARN polimerază eucariotă responsabilă de sinteza ARN pre-ARNr, care este 45S. Maturizarea ARNr 45S produce ARNr 28S, 18S și 5,8S. 28S și 5,8S sunt componentele ARNr din subunitatea mare, în timp ce 18S formează subunitatea mică a ribozomului eucariot. ARN polimeraza 1 este responsabilă pentru producerea a 50% din ARN-ul total al celulei.

Figura 1: Formarea ribozomului din ARNr

ARN polimeraza 1 este o enzimă de 590 kDa, care conține 14 subunități proteice. Dintre acestea, 10 subunități sunt implicate în formarea nucleului: Rpb5, Rpb6, Rpb8, Rpb10, Rpb12, A190, A135, AC40, AC19 și A12.2. Cele cinci subunitățiRpb5, Rpb5, Rpb6, Rpb8, Rpb10 și Rpb12 apar și în ARN polimeraza 2 și 3.

Ce este ARN polimeraza 2

ARN polimeraza 2 (Pol 2) este principalul tip de ARN polimerază implicată în transcripția la eucariote. Ea transcrie în principal genele codificatoare de proteine în ARNm. În afară de aceasta, ARN polimeraza 2 transcrie și genele miARN, snARN și snoARN.

Figura 2: Rolul ARN polimerazei 2

ARN polimeraza 2 este o enzimă de 550 kDa cu 12 subunități proteice. Cea mai mare subunitate a ARN polimerazei II este formată dintr-un domeniu terminal C (CTD) a cărui fosforilare este esențială pentru transcrierea și procesarea ARN.

Ce este ARN Polimeraza 3

ARN polimeraza 3 este tipul de ARN polimerază eucariotă care transcrie în principal genele ARNt. Ea transcrie, de asemenea, genele ARNr 5S și genele ARN spliceosomal U6. Genele care sunt transcrise de ARN polimeraza 3 sunt gene de întreținere a căror funcție este esențială pentru o celulă vie. Prin urmare, expresia ARN polimerazei 3 este strâns reglată în timpul creșterii celulare. Transcrierea genelor ARNt și a genelor ARNr 5S sunt inițiate de factori de transcripție separați.

Figura 3: Structura ARNt

Similitudini între ARN polimeraza 1, 2 și 3

• ARN polimeraza 1, 2 și 3 sunt trei tipuri de ARN polimeraze eucariote.
• Ele sunt implicate în transcrierea genelor în diferite tipuri de ARN.
• Toate cele trei ARN polimeraze sunt formate din subunități comune, altele decât subunitățile de tip α. În plus, fiecare ARN polimerază conține trei-șapte subunități unice mai mici.
• Funcția principală a acestora este de a adăuga nucleotide complementare de ARN la un șir de ADN. Prin urmare, toate cele trei ARN polimeraze sunt ARN-polimeraze dependente de ADN.
• Nu au nevoie de un primer pentru inițierea polimerizării.
• Adaugă nucleotide de ARN în direcția 5′ spre 3′, legându-le prin formarea de legături fosfodiester.
• Energia pentru polimerizare provine din hidroliza legăturii fosfoanhidride dintre alfa și beta a nucleotidei primite.

Diferența dintre ARN polimeraza 1, 2 și 3

Definiție

ARN polimeraza 1 se referă la ARN polimeraza care transcrie numai ARN ribozomal (dar nu și ARNr 5S), un tip de ARN care reprezintă peste 50% din totalul ARN sintetizat într-o celulă. ARN polimeraza 2 se referă la enzima centrală care catalizează sinteza ARNm dirijată de ADN în timpul transcrierii genelor codificatoare de proteine, în timp ce ARN polimeraza 3 se referă la ARN polimeraza care transcrie ARN-uri mici netranslate, cum ar fi ARNt.

Tipuri de ARN transcrise

ARN polimeraza 1 transcrie genele ARNr, în timp ce ARN polimeraza 2 transcrie genele ARNm, ARNmi, ARNsn și ARNsn. ARN polimeraza 3 transcrie genele ARNt și ARNr 5S. Aceasta este principala diferență între ARN polimeraza 1, 2 și 3.

Localizarea în interiorul nucleului

ARN polimeraza 1 rezidă în nucleolus, în timp ce ARN polimeraza 2 și 3 rezidă în nucleoplasmă.

Gene

ARN polimeraza 1 transcrie pre-ARNr la ~200 de copii, în timp ce ARN polimeraza 2 transcrie ~25.000 de gene, iar ARN polimeraza 3 transcrie 30-50 de gene la un număr variabil de copii.

Subunitatea alfa-similară

ARN polimeraza I și III conțin aceleași două subunități α-similare neidentice, în timp ce polimeraza II are două copii ale unei subunități α-similare diferite.

Inhibiția cu alfa-amanitină

ARN polimeraza 1 este insensibilă la α-amanitină; ARN polimeraza 2 este sensibilă la 1 μg/mL α-amanitină, iar ARN polimeraza 3 este sensibilă la 10 μg/mL α-amanitină.

Concluzie

ARN polimeraza 1 transcrie genele ARNr, în timp ce ARN polimeraza 2 transcrie genele ARNm, iar ARN polimeraza 3 transcrie genele ARNt. Mai mult, ARN polimeraza 1 apare în nucleolus, în timp ce ARN polimeraza 2 și 3 apar în nucleoplasma nucleului. Principala diferență între ARN polimeraza 1, 2 și 3 este tipul de gene care transcriu și localizarea lor în interiorul nucleului.

Referință:

1. Tafur, Lucas et al. „Molecular Structures of Transcribing RNA Polymerase I”. Molecular Cell 64.6 (2016): 1135-1143. PMC. Web. 10 iulie 2018, disponibil aici
2. Hahn, Steven. „Structure and Mechanism of the RNA Polymerase II Transcription Machinery”. Nature structural & molecular biology 11.5 (2004): 394-403. PMC. Web. 10 iulie 2018, disponibil aici
3. Khatter, Heena. RNA Polymerase I and III: Similar Yet Unique. vol. 47, ELSEVIER, Available Here

Image Courtesy:

1. „Subunități de ARNr ribozomal” (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
2. „Transcripția ADN-ului” De mine reelaborată și vectorizată – National Human Genome Research Institute, (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. „The tRNA cloverleaf general” De Yikrazuul – Operă proprie (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

.