Belangrijkste verschil - DNA versus RNA-polymerase

DNA is het genetische materiaal van bijna alle levende organismen. DNA-polymerase en RNA-polymerase zijn twee enzymen die op DNA werken. DNA-polymerase is het enzym dat wordt gebruikt bij de DNA-replicatie, terwijl RNA-polymerase het enzym is dat bij transcriptie wordt gebruikt. Beide enzymen zijn in staat om fosfodiesterbindingen tussen nucleotiden te vormen. De richting van polymerisatie vindt plaats in 5 'naar 3'. DNA-polymerase vereist een primer voor de initiatie van polymerisatie, terwijl RNA-polymerasen geen primer nodig hebben. De grootste verschil tussen DNA- en RNA-polymerase is dat: DNA-polymerase produceert een dubbelstrengs DNA-molecuul tijdens polymerisatie, terwijl RNA-polymerase een enkelstrengs RNA-molecuul produceert tijdens transcriptie.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat is DNA-polymerase? - Definitie, DNA-replicatie, proces 2. Wat is RNA-polymerase? - Definitie, transcriptie, proces 3. Wat zijn de overeenkomsten tussen DNA en RNA-polymerase? – Overzicht van gemeenschappelijke functies 4. Wat is het verschil tussen DNA en RNA-polymerase? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: DNA, DNA-polymerase, DNA-replicatie, RNA, RNA-polymerase, transcriptie

Wat is DNA-polymerase?

DNA-polymerase is het enzym dat nieuwe DNA-moleculen synthetiseert uit de DNA-nucleotiden in een proces dat DNA-replicatie wordt genoemd. DNA-replicatie vindt plaats in de S-fase van de interfase voorafgaand aan de nucleaire deling. Het is een soort matrijsgerichte synthese van DNA, aangezien de nieuwe nucleotiden complementair basenparen zijn met de bestaande nucleotiden van de matrijsstreng. DNA-replicatie is ook een semi-conservatief proces waarbij beide strengen van het dubbelstrengs DNA tegelijkertijd worden gebruikt als templates voor de DNA-replicatie, maar in de tegenovergestelde richting. Over het algemeen voegt DNA-polymerase nucleotiden toe in de 5'-naar 3'-richting. Helicase is een ander type enzym dat betrokken is bij DNA-replicatie, dat het dubbelstrengs DNA afwikkelt. De initiatie van DNA-replicatie vereist een primer. Een primer is een korte streng (18-22 basen) van DNA of RNA, die zorgt voor een 3' OH-uiteinde voor de DNA-replicatie. Vanaf het 3' OH-uiteinde van de primer voegt DNA-polymerase complementaire nucleotiden van de sjabloon toe aan de groeiende streng. Het proces van DNA-replicatie wordt getoond in figuur 1.

Figuur 1: DNA-replicatie

Prokaryoten bevatten DNA-polymerase I tot V. Pol I en Pol III zijn de twee soorten DNA-polymerasen die verantwoordelijk zijn voor 80% van de DNA-replicatie. Eukaryoten bevatten polymerasen α, β, λ, γ, σ, μ, δ, ε, η, ι, κ, ζ, θ en Rev1. Retrovirussen zoals RNA-virussen gebruiken reverse transcriptase om DNA uit een RNA-sjabloon te synthetiseren.

Wat is RNA-polymerase?

RNA-polymerase is het enzym dat verantwoordelijk is voor de synthese van RNA-moleculen uit DNA in een proces dat transcriptie wordt genoemd. Het voegt RNA-nucleotiden toe in de 5'-naar 3'-richting om het enkelstrengs RNA-molecuul te produceren. Dit RNA kan ofwel messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA) of ribosomaal RNA (rRNA) zijn. Alle drie soorten RNA zijn betrokken bij de eiwitsynthese. De binding van het RNA-polymerase vereist de identificatie van de promotor van het gen, dat zal worden getranscribeerd. Na binding van het enzym voegt RNA-polymerase complementaire RNA-nucleotiden toe aan de antisense-streng van DNA. Het proces van transcriptie wordt getoond in figuur 2.

Figuur 2: Transcriptie

Prokaryoten bevatten een enkel RNA-polymerasetype. Eukaryoten bevatten echter vijf RNA-polymerasen: RNA-polymerase I tot V. RNA-polymerase I is verantwoordelijk voor 50% van de transcriptie. Het polymeriseert ook rRNA. RNA-polymerase II is betrokken bij de transcriptie van mRNA. tRNA, wat rRNA en enkele kleinere RNA's worden getranscribeerd door RNA-polymerase III. RNA-polymerase IV en V worden uitsluitend in planten aangetroffen en zijn betrokken bij de vorming van siRNA en heterochromatine.

Overeenkomsten tussen DNA en RNA-polymerase

Verschil tussen DNA en RNA-polymerase

Definitie

DNA-polymerase: DNA-polymerase is het enzym dat nieuwe DNA-moleculen synthetiseert uit DNA-nucleotiden in een proces dat DNA-replicatie wordt genoemd.

RNA-polymerase: RNA-polymerase is het enzym dat verantwoordelijk is voor de synthese van RNA-moleculen uit DNA in een proces dat transcriptie wordt genoemd.

Gebruik maken van

DNA-polymerase: DNA-polymerase wordt gebruikt bij DNA-replicatie.

RNA-polymerase: RNA-polymerase wordt gebruikt bij transcriptie.

Product

DNA-polymerase: DNA-polymerase synthetiseert een dubbelstrengs DNA-molecuul.

RNA-polymerase: RNA-polymerase synthetiseert een enkelstrengs RNA-molecuul.

Nucleotiden

DNA-polymerase: DNA-polymerase gebruikt DNA-nucleotiden om een ​​nieuwe streng te synthetiseren.

RNA-polymerase: RNA-polymerase gebruikt RNA-nucleotiden om een ​​nieuwe streng te synthetiseren.

Activiteit in de celcyclus

DNA-polymerase: DNA-polymerase is actief tijdens de S-fase van de interfase.

RNA-polymerase: RNA-polymerase is actief tijdens de G₁ en G₂ fasen van de groeifase.

Enzym binding

DNA-polymerase: De binding van DNA-polymerase aan een streng vereist een replicatievork, die wordt gemaakt door DNA-gyrase.

RNA-polymerase: De binding van RNA-polymerase aan een streng vereist zijn holo-enzym om de promotor van het gen te herkennen.

Primer

DNA-polymerase: DNA-polymerase vereist een primer voor de initiatie van replicatie.

RNA-polymerase: RNA-polymerase heeft geen primer nodig voor de initiatie van transcriptie.

Exonuclease-activiteit

DNA-polymerase: DNA-polymerase bezit exonuclease-activiteit.

RNA-polymerase: RNA-polymerase mist exonuclease-activiteit.

Verlenging

DNA-polymerase: DNA-polymerase synthetiseert het gehele chromosoom.

RNA-polymerase: RNA-polymerase stopt de synthese op de transcriptieterminatieplaats.

Snelheid

DNA-polymerase: E. coli DNA-polymerase voegt 1000 nucleotiden per seconde toe.

RNA-polymerase: E. coli RNA-polymerase voegt 40-80 nucleotiden per seconde toe.

Foutpercentage

DNA-polymerase: DNA-polymerase heeft een lager foutenpercentage.

RNA-polymerase: RNA-polymerase heeft een hoog foutenpercentage in vergelijking met DNA-polymerase.

Types

DNA-polymerase: Pol I en Pol III zijn de twee soorten DNA-polymerasen, die verantwoordelijk zijn voor 80% van de DNA-replicatie in de cel.

RNA-polymerase: Eukaryoten bevatten RNA-polymerase I tot V. Prokaryoten bevatten slechts één type RNA-polymerasen.

Conclusie

DNA- en RNA-polymerase zijn de twee enzymen die verantwoordelijk zijn voor de synthese van DNA- en RNA-moleculen uit het genetische materiaal in de kern. DNA-polymerase wordt gebruikt bij DNA-replicatie, terwijl RNA-polymerase betrokken is bij transcriptie. Het belangrijkste verschil tussen DNA- en RNA-polymerase is hun functie en vereisten.

Verwijzing:

1. "DNA-polymerase." DNA-polymerase - Biology-Online Dictionary, hier beschikbaar. 2. Mandal, Ananya. "Wat is DNA-polymerase?" News-Medical.net, 23 april 2014, hier beschikbaar. 3. "RNA-polymerase - definitie, functies en typen." Biology Dictionary, 29 april 2017, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "0323 DNA-replicatie" door OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia 2. "DNA-transcriptie" door mezelf herwerkt en gevectoriseerd - National Human Genome Research Institute, (Public Domain) via Commons Wikimedia