Verschil tussen RNA Polymerase 1, 2 en 3

Het belangrijkste verschil tussen RNA Polymerase 1, 2 en 3 is dat de RNA polymerase 1 (Pol 1) rRNA genen transcribeert en, de RNA polymerase 2 (Pol 2) vooral mRNA genen transcribeert terwijl de RNA polymerase 3 (Pol 3) vooral tRNA genen transcribeert.

RNA-polymerase is het enzym dat betrokken is bij de transcriptie van genen in RNA-moleculen tijdens de eerste stap van de eiwitsynthese. Inmiddels hebben eukaryoten drie typen RNA-polymerasen die worden geclassificeerd als RNA-polymerase 1, 2 en 3 op basis van het type RNA dat ze polymeriseren.

Key Areas Covered

1. Wat is RNA Polymerase 1
– Definitie, subeenheden, Transcriptie
2. Wat is RNA polymerase 2
– Definitie, subeenheden, Transcriptie
3. Wat is RNA Polymerase 3
– Definitie, subeenheden, Transcriptie
4. Wat zijn de overeenkomsten tussen RNA Polymerase 1, 2 en 3
– Overzicht van gemeenschappelijke kenmerken
5. Wat is het Verschil Tussen RNA Polymerase 1, 2 en 3
– Vergelijking van de Belangrijkste Verschillen

Key Terms

RNA Polymerase 1, RNA Polymerase 2, RNA Polymerase 3, Subunits, Soorten RNA

Wat is RNA Polymerase 1

RNA polymerase 1 (Pol 1) is een type eukaryotisch RNA polymerase dat verantwoordelijk is voor de synthese van pre-rRNA, dat 45S is. De rijping van 45S rRNA produceert 28S, 18S en 5.8S rRNAs. 28S en 5.8S vormen de rRNA-component van de grote subeenheid, terwijl 18S de kleine subeenheid van het eukaryote ribosoom vormt. RNA polymerase 1 is verantwoordelijk voor de productie van 50% van het totale RNA van de cel.

Figuur 1: Vorming van Ribosoom uit rRNA

RNA polymerase 1 is een enzym van 590 kDa, dat 14 eiwitsubeenheden bevat. Daarvan zijn 10 subeenheden betrokken bij de vorming van de kern: Rpb5, Rpb6, Rpb8, Rpb10, Rpb12, A190, A135, AC40, AC19, en A12.2. De vijf subeenhedenRpb5, Rpb6, Rpb8, Rpb10, en Rpb12 komen ook voor in RNA polymerase 2 en 3.

Wat is RNA Polymerase 2

RNA polymerase 2 (Pol 2) is het belangrijkste type RNA polymerase dat betrokken is bij de transcriptie in eukaryoten. Het transcribeert voornamelijk de eiwit-coderende genen naar mRNA. Daarnaast transcribeert RNA polymerase 2 ook miRNA-, snRNA- en snoRNA-genen.

Figuur 2: Rol van RNA Polymerase 2

RNA polymerase 2 is een enzym van 550 kDa met 12 eiwitsubeenheden. De grootste subeenheid van RNA polymerase II bestaat uit een C terminaal domein (CTD) waarvan de fosforylering essentieel is voor de transcriptie en RNA verwerking.

Wat is RNA Polymerase 3

RNA polymerase 3 is het type eukaryotisch RNA polymerase dat hoofdzakelijk tRNA genen transcribeert. Het transcribeert ook 5S rRNA genen en U6 spliceosomale RNA genen. De genen die door RNA polymerase 3 worden getranscribeerd zijn huishoudelijke genen waarvan de functie essentieel is voor een levende cel. De expressie van RNA polymerase 3 wordt dan ook strak gereguleerd tijdens de celgroei. De transcriptie van tRNA-genen en 5S rRNA-genen wordt geïnitieerd door afzonderlijke transcriptiefactoren.

Figuur 3: tRNA-structuur

Verschillen tussen RNA-Polymerase 1, 2 en 3

• RNA-Polymerase 1, 2 en 3 zijn drie typen eukaryote RNA-polymerasen.
• Zij zijn betrokken bij de transcriptie van genen in verschillende soorten RNA.
• Alledrie de RNA-polymerasen bestaan uit gemeenschappelijke subeenheden anders dan α-achtige subeenheden. Bovendien bevat elke RNA-polymerase drie-zeven unieke kleinere subeenheden.
• De belangrijkste functie van deze subeenheden is het toevoegen van complementaire RNA-nucleotiden aan een DNA-streng. Daarom zijn alle drie RNA-polymerasen DNA-afhankelijke RNA-polymerasen.
• Zij hebben geen primer nodig voor het initiëren van de polymerisatie.
• Zij voegen RNA-nucleotiden toe in de 5′ naar 3′ richting, waarbij zij deze verbinden door de vorming van fosfodiësterbindingen.
• De energie voor de polymerisatie komt van de hydrolyse van de fosfoanhydridebinding tussen alfa en bèta van de inkomende nucleotide.

Verschil tussen RNA Polymerase 1, 2 en 3

Definitie

RNA polymerase 1 verwijst naar de RNA polymerase die alleen ribosomaal RNA (maar niet 5S rRNA) transcribeert, een type RNA dat goed is voor meer dan 50% van het totale RNA dat in een cel wordt gesynthetiseerd. RNA polymerase 2 verwijst naar het centrale enzym dat DNA-gestuurde mRNA-synthese katalyseert tijdens de transcriptie van eiwit-coderende genen, terwijl RNA polymerase 3 verwijst naar het RNA polymerase dat kleine ongetransleerde RNA’s, zoals tRNA’s, transcribeert.

Typen getranscribeerd RNA

RNA polymerase 1 transcribeert rRNA genen terwijl RNA polymerase 2 mRNA, miRNA, snRNA, en snoRNA genen transcribeert. RNA-polymerase 3 transcribeert tRNA- en 5S rRNA-genen. Dit is het belangrijkste verschil tussen RNA Polymerase 1, 2 en 3.

Locatie binnen de Nucleus

RNA polymerase 1 verblijft in de nucleolus, terwijl RNA polymerase 2 en 3 zich in het nucleoplasma bevinden.

Genen

RNA-polymerase 1 transcribeert pre-rRNA met ~200 kopieën, terwijl RNA-polymerase 2 ~25.000 genen transcribeert, en RNA-polymerase 3 transcribeert 30-50 genen met variabele kopie-aantallen.

Alpha-achtige subeenheid

RNA-polymerase I en III bevatten dezelfde twee niet-identieke α-achtige subeenheden, terwijl polymerase II twee exemplaren van een andere α-achtige subeenheid heeft.

Remming met alpha-manitine

RNA-polymerase 1 is ongevoelig voor α-amanitine; RNA-polymerase 2 is gevoelig voor 1 μg/mL α-amanitine, en RNA-polymerase 3 is gevoelig voor 10 μg/mL α-amanitine.

Conclusie

RNA polymerase 1 transcribeert rRNA genen, terwijl RNA polymerase 2 mRNA genen transcribeert, en RNA polymerase 3 tRNA genen transcribeert. Bovendien komt RNA polymerase 1 voor in de nucleolus, terwijl RNA polymerase 2 en 3 in het nucleoplasma van de kern voorkomen. Het voornaamste verschil tussen RNA polymerase 1, 2 en 3 is het type van de transcriberende genen en hun plaats in de kern.

Referentie:

1. Tafur, Lucas et al. “Moleculaire Structuren van transcriberend RNA Polymerase I.” Molecular Cell 64.6 (2016): 1135-1143. PMC. Web. 10 juli 2018, Hier beschikbaar
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, Hier beschikbaar
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” Door mijzelf bewerkt en gevectoriseerd – National Human Genome Research Institute, (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. “The tRNA cloverleaf general” Door Yikrazuul – Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia