Verschil tussen DNA en RNA polymerase

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 werken op DNA. DNA-polymerase is het enzym dat wordt gebruikt bij de DNA-replicatie, terwijl RNA-polymerase het enzym is dat wordt gebruikt bij transcriptie. Beide enzymen zijn in staat fosfodiesterbindingen tussen nucleotiden te vormen. De polymerisatierichting vindt plaats in 5 'tot 3'. DNA-polymerase vereist een primer voor het initiëren van polymerisatie, terwijl RNA-polymerasen geen primer vereisen. De grootste verschil tussen DNA en RNA polymerase is dat DNA-polymerase produceert een dubbelstrengig DNA-molecuul tijdens polymerisatie terwijl RNA-polymerase een enkelstrengig RNA-molecuul produceert tijdens transcriptie.

Key Areas Covered

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 belangrijke verschillen

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

Wat is DNA-polymerase

DNA-polymerase is het enzym dat nieuwe DNA-moleculen uit de DNA-nucleotiden synthetiseert 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 type matrijsgerichte synthese van DNA, omdat de nieuwe nucleotiden complementair-basepaar zijn met de bestaande nucleotiden van de matrijsstreng. DNA-replicatie is ook een semi-conservatief proces waarbij beide strengen van het dubbelstrengs DNA worden gebruikt als sjablonen voor de DNA-replicatie op hetzelfde tijdstip maar in de tegenovergestelde richting. In 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, waardoor het dubbelstrengige DNA wordt afgewikkeld. De initiatie van DNA-replicatie vereist een primer. Een primer is een korte streng (18-22 basen) van DNA of RNA, die een 3'-OH-uiteinde voor de DNA-replicatie verschaft. Uitgaande van het 3'-OH-uiteinde van de primer, voegt DNA-polymerase complementaire nucleotiden van de matrijs aan de groeiende streng toe. 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 de 80% 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-matrijs 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 enkelstrengige 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 aan de antisense DNA-streng toe. Het transcriptieproces 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 de 50% 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 aangetroffen in planten, wat betreft de vorming van siRNA en heterochromatine.

Overeenkomsten tussen DNA en RNA polymerase

• Zowel DNA- als RNA-polymerase zijn twee enzymen die op DNA werken.
• Zowel DNA- als RNA-polymerase zijn in staat fosfodiesterbindingen tussen nucleotiden te vormen.
• Zowel DNA- als RNA-polymerase voegen nucleotiden toe in de 5 'naar 3'-richting.
• De energie voor polymerisatie is afkomstig van de hydrolyse van de fosfoanhydride-binding tussen alfa en bèta van het binnenkomende nucleotide.
• Nucleotiden worden geselecteerd voor de groeiende streng op basis van de Watson-crick basenparing met de matrijsstreng.

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

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

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

Artikel

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

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

nucleotiden

DNA-polymerase: DNA-polymerase maakt gebruik van DNA-nucleotiden om een ​​nieuwe streng te synthetiseren.

RNA-polymerase: RNA-polymerase maakt gebruik van 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 is gemaakt door DNA-gyrase.

RNA-polymerase: De binding van RNA-polymerase aan een streng vereist dat het holoenzym ervan de promoter van het gen herkent.

grondverf

DNA-polymerase: DNA-polymerase vereist een primer voor het initiëren van replicatie.

RNA-polymerase: RNA-polymerase vereist geen primer voor het initiëren 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 volledige 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 lagere foutmarge.

RNA-polymerase: RNA-polymerase heeft een hoge foutenratio vergeleken 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.

Referentie:

1. "DNA-polymerase." DNA-polymerase - Biology-Online Dictionary, hier beschikbaar.
2. Mandal, Ananya. "Wat is DNA-polymerase?" Nieuws-Medical.net, 23 april 2014, hier beschikbaar.
3. "RNA Polymerase - Definitie, Functies en Types." Biologie Woordenboek, 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 herwerkt en gevectoriseerd door mijzelf - National Human Genome Research Institute, (Public Domain) via Commons Wikimedia