Differenza tra DNA e RNA Polymerase

Differenza principale - DNA vs RNA polimerasi

Il DNA è il materiale genetico di quasi tutti gli organismi viventi. DNA polimerasi e RNA polimerasi sono due enzimi che lavorano sul DNA. La DNA polimerasi è l'enzima utilizzato nella replicazione del DNA mentre l'RNA polimerasi è l'enzima utilizzato nella trascrizione. Entrambi gli enzimi sono in grado di formare legami fosfodiestere tra nucleotidi. La direzione della polimerizzazione avviene in 5 'a 3'. La DNA polimerasi richiede un primer per l'inizio della polimerizzazione mentre le RNA polimerasi non richiedono un primer. Il differenza principale tra DNA e RNA polimerasi è quello La DNA polimerasi produce una molecola di DNA a doppio filamento durante la polimerizzazione mentre la RNA polimerasi produce una molecola di RNA a filamento singolo durante la trascrizione.

Aree chiave coperte

1. Cos'è la DNA Polymerase
      - Definizione, Replicazione del DNA, Processo
2. Cos'è l'RNA Polymerase
      - Definizione, trascrizione, processo
3. Quali sono le somiglianze tra DNA e RNA Polymerase
      - Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra DNA e RNA Polymerase
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: DNA, DNA polimerasi, replicazione del DNA, RNA, RNA polimerasi, trascrizione

Cos'è la DNA Polymerase

La DNA polimerasi è l'enzima che sintetizza nuove molecole di DNA dai nucleotidi del DNA in un processo chiamato replicazione del DNA. La replicazione del DNA si verifica nella fase S dell'interfase prima della divisione nucleare. Si tratta di un tipo di sintesi diretta del DNA del modello, poiché i nuovi nucleotidi sono complementari e base accoppiati con i nucleotidi esistenti del modello. La replicazione del DNA è anche un processo semi-conservativo in cui entrambi i filamenti del DNA a doppio filamento vengono utilizzati come modelli per la replicazione del DNA allo stesso tempo, ma nella direzione opposta. Generalmente, la DNA polimerasi aggiunge nucleotidi nella direzione da 5 'a 3'. L'elicasi è un altro tipo di enzima coinvolto nella replicazione del DNA, che svolge il DNA a doppio filamento. L'inizio della replicazione del DNA richiede un primer. Un primer è un filo corto (18-22 basi) di DNA o RNA, che fornisce un 3 'OH end per la replicazione del DNA. A partire dall'estremità 3 'OH del primer, la DNA polimerasi aggiunge nucleotidi complementari del modello al filo in crescita. Il processo di replicazione del DNA è mostrato in Figura 1.

Figura 1: Replicazione del DNA

I procarioti contengono DNA polimerasi da I a V. Pol I e ​​Pol III sono i due tipi di DNA polimerasi responsabili dell'80% della replicazione del DNA. Gli eucarioti contengono polimerasi α, β, λ, γ, σ, μ, δ, ε, η, ι, κ, ζ, θ e Rev1. I retrovirus come i virus RNA utilizzano la trascrittasi inversa per sintetizzare il DNA da un modello di RNA.

Cos'è l'RNA Polymerase

L'RNA polimerasi è l'enzima responsabile della sintesi delle molecole di RNA dal DNA in un processo chiamato trascrizione. Aggiunge nucleotidi di RNA nella direzione da 5 'a 3' per produrre la molecola di RNA a filamento singolo. Questo RNA può essere sia RNA messaggero (mRNA), trasferimento RNA (tRNA) o RNA ribosomiale (rRNA). Tutti e tre i tipi di RNA sono coinvolti nella sintesi proteica. Il legame della RNA polimerasi richiede l'identificazione del promotore del gene, che verrà trascritto. Dopo il legame dell'enzima, la RNA polimerasi aggiunge nucleotidi di RNA complementari al filamento antisenso del DNA. Il processo di trascrizione è mostrato in figura 2.

Figura 2: trascrizione

 I procarioti contengono un singolo tipo di RNA polimerasi. Tuttavia, gli eucarioti contengono cinque RNA polimerasi: RNA polimerasi da I a V. RNA polimerasi I è responsabile per il 50% della trascrizione. Inoltre polimerizza l'RRNA. L'RNA polimerasi II è coinvolta nella trascrizione dell'mRNA. tRNA, alcuni rRNA e pochi RNA più piccoli sono trascritti da RNA polimerasi III. RNA polimerasi IV e V si trovano esclusivamente nelle piante, coinvolgendo la formazione di siRNA ed eterocromatina.

Somiglianze tra DNA e RNA Polymerase

• Sia il DNA che l'RNA polimerasi sono due enzimi che agiscono sul DNA.
• Sia il DNA che l'RNA polimerasi sono in grado di formare legami fosfodiestere tra nucleotidi.
• Sia il DNA che l'RNA polimerasi aggiungono nucleotidi nella direzione da 5 'a 3'.
• L'energia per la polimerizzazione viene dall'idrolisi del legame fosfoanidruro tra alfa e beta del nucleotide entrante.
• I nucleotidi sono selezionati per il filo in crescita sulla base dell'accoppiamento di base Watson-crick con il filo del modello.

Differenza tra DNA e RNA Polymerase

Definizione

DNA polimerasi: La DNA polimerasi è l'enzima che sintetizza nuove molecole di DNA dai nucleotidi del DNA in un processo chiamato replicazione del DNA.

RNA polimerasi: L'RNA polimerasi è l'enzima responsabile della sintesi delle molecole di RNA dal DNA in un processo chiamato trascrizione.

Uso

DNA polimerasi: La DNA polimerasi viene utilizzata nella replicazione del DNA.

RNA polimerasi: RNA polimerasi viene utilizzata nella trascrizione.

Prodotto

DNA polimerasi: La DNA polimerasi sintetizza una molecola di DNA a doppio filamento.

RNA polimerasi: La RNA polimerasi sintetizza una molecola di RNA a filamento singolo.

Nucleotidi

DNA polimerasi: La DNA polimerasi utilizza i nucleotidi del DNA per sintetizzare un nuovo filamento.

RNA polimerasi: La RNA polimerasi utilizza nucleotidi di RNA per sintetizzare un nuovo filamento.

Attività nel ciclo cellulare

DNA polimerasi: La DNA polimerasi è attiva durante la fase S dell'interfase.

RNA polimerasi: L'RNA polimerasi è attiva durante il G₁ e G₂ fasi della fase di crescita.

Legame enzimatico 

DNA polimerasi: Il legame della DNA polimerasi a un filamento richiede una forcella di replicazione, che è prodotta dalla DNA girasi.

RNA polimerasi: Il legame di RNA polimerasi a un filamento richiede il suo oloenzima per riconoscere il promotore del gene.

Primer

DNA polimerasi: La DNA polimerasi richiede un primer per l'inizio della replicazione.

RNA polimerasi: L'RNA polimerasi non richiede un primer per l'inizio della trascrizione.

Attività di esonucleasi

DNA polimerasi: La DNA polimerasi possiede attività di esonucleasi.

RNA polimerasi: RNA polimerasi manca di attività di esonucleasi.

Allungamento

DNA polimerasi: La DNA polimerasi sintetizza l'intero cromosoma.

RNA polimerasi: L'RNA polimerasi arresta la sintesi nel sito di terminazione della trascrizione.

Velocità

DNA polimerasi: E. coli La DNA polimerasi aggiunge 1000 nucleotidi al secondo.

RNA polimerasi: E. coli La RNA polimerasi aggiunge 40-80 nucleotidi al secondo.

Tasso di errore

DNA polimerasi: La DNA polimerasi ha un tasso di errore inferiore.

RNA polimerasi: L'RNA polimerasi ha un alto tasso di errore rispetto alla DNA polimerasi.

tipi

DNA polimerasi: Pol I e ​​Pol III sono i due tipi di DNA polimerasi, responsabili dell'80% della replicazione del DNA nella cellula.

RNA polimerasi: Gli eucarioti contengono RNA polimerasi da I a V. I procarioti contengono solo un tipo di RNA polimerasi.

Conclusione

DNA e RNA polimerasi sono i due enzimi responsabili della sintesi di DNA e molecole di RNA dal materiale genetico all'interno del nucleo. La DNA polimerasi viene utilizzata nella replicazione del DNA mentre la RNA polimerasi è coinvolta nella trascrizione. La principale differenza tra DNA e RNA polimerasi è la loro funzione e le loro esigenze.

Riferimento:

1. "DNA polimerasi." DNA polimerasi - Dizionario online biologia, disponibile qui.
2. Mandal, Ananya. "Cos'è la DNA Polymerase?" News-Medical.net, 23 aprile 2014, disponibile qui.
3. "RNA Polymerase - Definizione, funzioni e tipi." Dizionario di biologia, 29 aprile 2017, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "0323 DNA Replication" di OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Trascrizione del DNA" Ristrutturato e vettorializzato da me stesso - National Human Genome Research Institute, (Dominio pubblico) via Commons Wikimedia