Skillnaden mellan RNA-polymeras 1, 2 och 3

Den viktigaste skillnaden mellan RNA-polymeras 1, 2 och 3 är att RNA-polymeras 1 (Pol 1) transkriberar rRNA-gener, RNA-polymeras 2 (Pol 2) transkriberar huvudsakligen mRNA-gener och RNA-polymeras 3 (Pol 3) transkriberar huvudsakligen tRNA-gener.

RNA-polymeras är det enzym som deltar i transkriptionen av gener till RNA-molekyler under det första steget i proteinsyntesen. Samtidigt har eukaryoter tre typer av RNA-polymeraser som klassificeras som RNA-polymeras 1, 2 och 3 baserat på vilken typ av RNA de polymeriserar.

Nyckelområden som omfattas

1. Vad är RNA-polymeras 1
– Definition, subenheter, transkription
2. Vad är RNA-polymeras 2
– Definition, subenheter, transkription
3. Vad är RNA-polymeras 3
– Definition, subenheter, transkription
4. Vilka likheter finns det mellan RNA-polymeras 1, 2 och 3
– Översikt av gemensamma drag
5. Vad är skillnaden mellan RNA-polymeras 1, 2 och 3
– Jämförelse av de viktigaste skillnaderna

Nyckelbegrepp

RNA-polymeras 1, RNA-polymeras 2, RNA-polymeras 3, underenheter, Typer av RNA

Vad är RNA-polymeras 1

RNA-polymeras 1 (Pol 1) är en typ av eukaryot RNA-polymeras som ansvarar för syntesen av pre-rRNA, som är 45S. Mognaden av 45S rRNA producerar 28S, 18S och 5,8S rRNA. 28S och 5,8S är rRNA-komponenten i den stora underenheten medan 18S utgör den lilla underenheten av den eukaryota ribosomen. RNA-polymeras 1 ansvarar för produktionen av 50 % av cellens totala RNA.

Figur 1: Bildning av ribosom från rRNA

RNA-polymeras 1 är ett enzym på 590 kDa, som innehåller 14 proteinunderenheter. 10 underenheter av dem är involverade i bildandet av kärnan: Rpb5, Rpb6, Rpb8, Rpb10, Rpb12, A190, A135, AC40, AC19 och A12.2. De fem subenheternaRpb5, Rpb6, Rpb8, Rpb10 och Rpb12 förekommer även i RNA-polymeras 2 och 3.

Vad är RNA-polymeras 2

RNA-polymeras 2 (Pol 2) är den huvudsakliga typen av RNA-polymeras som är involverad i transkriptionen i eukaryoter. Det transkriberar huvudsakligen de proteinkodande generna till mRNA. Utöver detta transkriberar RNA-polymeras 2 även miRNA-, snRNA- och snoRNA-gener.

Figur 2: RNA-polymeras 2:s roll

RNA-polymeras 2 är ett enzym med en styrka på 550 kDa och 12 proteinsubenheter. Den största underenheten av RNA-polymeras II består av en C-terminal domän (CTD) vars fosforylering är nödvändig för transkriptionen och RNA-bearbetningen.

Vad är RNA-polymeras 3

RNA-polymeras 3 är den typ av eukaryotiskt RNA-polymeras som huvudsakligen transkriberar tRNA-gener. Det transkriberar även 5S rRNA-gener och U6-spliceosomala RNA-gener. De gener som transkriberas av RNA-polymeras 3 är hushållsgener vars funktion är nödvändig för en levande cell. Därför är uttrycket av RNA-polymeras 3 noggrant reglerat under celltillväxten. Transkriptionen av tRNA-gener och 5S rRNA-gener initieras av separata transkriptionsfaktorer.

Figur 3: tRNA-struktur

Figur 3: tRNA-struktur

Likheter mellan RNA-polymeras 1, 2 och 3

• RNA-polymeras 1, 2 och 3 är tre typer av eukaryota RNA-polymeraser.
• De är inblandade i transkriptionen av gener till olika typer av RNA.
• Alla tre RNA-polymeraser består av andra gemensamma subenheter än α-liknande subenheter. Dessutom innehåller varje RNA-polymeras tre-sju unika mindre underenheter.
• Huvudfunktionen för dem är att lägga till komplementära RNA-nukleotider till en DNA-sträng. Därför är alla tre RNA-polymeraserna DNA-beroende RNA-polymeraser.
• De kräver ingen primer för att initiera polymerisationen.
• De lägger till RNA-nukleotider i 5′- till 3′-riktningen och binder ihop dem genom att bilda fosfodiesterbindningar.
• Energin för polymerisationen kommer från hydrolysen av fosfo-anhydridbindningen mellan alfa och beta av den inkommande nukleoiden.

Skillnaden mellan RNA-polymeras 1, 2 och 3

Definition

RNA-polymeras 1 hänvisar till det RNA-polymeras som endast transkriberar ribosomalt RNA (men inte 5S rRNA), en typ av RNA som står för mer än 50 % av det totala RNA som syntetiseras i en cell. RNA-polymeras 2 avser det centrala enzym som katalyserar den DNA-styrda mRNA-syntesen under transkriptionen av proteinkodande gener medan RNA-polymeras 3 avser det RNA-polymeras som transkriberar små otranslaterade RNA:er, t.ex. tRNA:er.

Typer av transkriberat RNA

RNA-polymeras 1 transkriberar rRNA-gener medan RNA-polymeras 2 transkriberar mRNA-, miRNA-, snRNA- och snoRNA-gener. RNA-polymeras 3 transkriberar tRNA- och 5S rRNA-gener. Detta är den huvudsakliga skillnaden mellan RNA-polymeras 1, 2 och 3.

Placering i kärnan

RNA-polymeras 1 befinner sig i nukleolus medan RNA-polymeras 2 och 3 befinner sig i nukleoplasma.

Gener

RNA-polymeras 1 transkriberar pre-rRNA i ~200 kopior medan RNA-polymeras 2 transkriberar ~25 000 gener och RNA-polymeras 3 transkriberar 30-50 gener i varierande antal kopior.

Alpha-liknande underenhet

RNA-polymeras I och III innehåller samma två icke-identiska α-liknande underenheter, medan polymeras II har två kopior av en annan α-liknande underenhet.

Hämning med alfa-amanitin

RNA-polymeras 1 är okänsligt för α-amanitin; RNA-polymeras 2 är känsligt för 1 μg/mL α-amanitin och RNA-polymeras 3 är känsligt för 10 μg/mL α-amanitin.

Slutsats

RNA-polymeras 1 transkriberar rRNA-gener medan RNA-polymeras 2 transkriberar mRNA-gener och RNA-polymeras 3 transkriberar tRNA-gener. Dessutom förekommer RNA-polymeras 1 i nukleolus medan RNA-polymeras 2 och 3 förekommer i kärnans nukleoplasma. Den största skillnaden mellan RNA-polymeras 1, 2 och 3 är typen av transkriberande gener och deras placering i kärnan.

Referens:

1. Tafur, Lucas et al. ”Molecular Structures of Transcribing RNA Polymerase I”. Molecular Cell 64.6 (2016): 1135-1143. PMC. Web. 10 juli 2018, tillgänglig här
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 juli 2018, tillgänglig här
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