Diferencia clave: ARN polimerasa procariótica frente a eucariótica
La ARN polimerasa es la enzima responsable del proceso de transcripción que tiene lugar en todos los organismos vivos. La ARN polimerasa es una enzima de alto peso molecular. El nombre oficial de la ARN polimerasa es ARN polimerasa dirigida por ADN. Durante la transcripción, la ARN polimerasa abre el ADN de doble cadena para que una cadena de ADN pueda usarse como molde para el proceso de síntesis de una molécula de ARNm. La generación de moléculas de ARN (ARNm, ARNr y ARNt) es un paso extremadamente importante en la síntesis de proteínas (traducción). Los factores de transcripción y los complejos mediados por la transcripción guían a la enzima ARN polimerasa para iniciar la transcripción en una célula viva. La ARN polimerasa se une a la región promotora del gen (ADN) e inicia la transcripción catalizada por ARN polimerasa. La transcripción procariota y eucariota difiere principalmente debido a la diferencia en la enzima ARN polimerasa. La diferencia clave entre la polimerasa de ARN procariota y eucariota es que la transcripción procariota se realiza mediante un solo tipo de ARN polimerasa de múltiples subunidades. Por el contrario, la transcripción eucariótica está catalizada por tres tipos diferentes de ARN polimerasas denominadas ARN polimerasa I (transcribe el ARNr), ARN polimerasa II (transcribe el ARNm) y ARN polimerasa III (transcribe el ARNt).
¿Qué es la ARN polimerasa procariótica?
La ARN polimerasa procariótica es una enzima pesada de múltiples subunidades. La ARN polimerasa de E. coli se estudia ampliamente. Esta es una enzima compleja que tiene un peso molecular de 450 KDa. La holoenzima consta de dos componentes principales. Son enzimas centrales y factores de transcripción. El componente central de la enzima tiene cinco subunidades, como β ', β, αI, αII y ω. Los factores de transcripción son factor sigma (iniciación), nusA (alargamiento).
De estos factores, el β´ tiene la función de unión al ADN. Y el factor β tiene el sitio catalítico que lleva a cabo la polimerización del ARN. Las funciones de los factores α y ω aún no se han descubierto. Algunos dicen que el factor alfa (α) es responsable de la iniciación de la cadena y la interacción con las proteínas reguladoras. La función principal del factor sigma es el reconocimiento del promotor. Una vez que el factor sigma reconoce el promotor en el ADN, el componente de coenzima de la ARN polimerasa se une a la región promotora e inicia la polimerización del ARN. Una vez que comienza la transcripción, el factor sigma se libera del ADN. La elongación de la molécula de ARN se realiza mediante la subunidad β. En la terminación de la cadena, el “factor rho” libera la molécula de ARN ya transcrita.
Figura 01: La ARN polimerasa procariótica
La transcripción termina en los sitios especificados por la plantilla de ADN. El factor nusA está involucrado en la función de elongación así como en la terminación de la cadena. El antibiótico rifampicina puede unirse a la subunidad beta de la ARN polimerasa bacteriana. Por lo tanto, impide que la enzima inicie la polimerización del ARN bacteriano. Otro antibiótico conocido como estreptolidigina inhibe el proceso de elongación de la polimerización del ARN bacteriano. El ARNm de procariotas es policistrónico, lo que significa que contiene codones de más de un cistrón (más de un gen).
¿Qué es la ARN polimerasa eucariótica?
Las ARN polimerasas eucarióticas son de tres tipos diferentes. Transcriben diferentes clases de genes. Y también funcionan en diferentes condiciones. Los factores de iniciación y terminación (factores sigma y rho) son completamente diferentes de las contrapartes de la ARN polimerasa procariótica. Las tres ARN polimerasas diferentes se denominan ARN polimerasa I (transcribe el ARNr), ARN polimerasa II (transcribe el ARNm) y ARN polimerasa III (transcribe el ARNt). La ARN polimerasa I se encuentra en el nucléolo y la enzima requiere Mg2+ para su actividad. La ARN polimerasa II está en el nucleoplasma y necesita ATP para su actividad. La ARN polimerasa III también se encuentra en el nucleoplasma.
Los promotores de estas ARN polimerasas son diferentes. La ARN polimerasa I reconoce los promotores corriente arriba entre -45 y +25 regiones en el ADN. La ARN polimerasa II reconoce los promotores aguas arriba entre -25 y -100 regiones en el ADN como (caja TATA, caja CAAT y caja GC). La ARN polimerasa III reconoce los promotores internos aguas abajo.
Figura 02: ARN polimerasa eucariótica
Las polimerasas de ARN eucarióticas son un gran complejo formado por proteínas de múltiples subunidades de 500 kDa o más. Tienen diferentes factores de transcripción para el proceso de iniciación y proceso de elongación como TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. La polimerización de ARN termina por la ARN polimerasa I después de reconocer la caja Sal. La terminación de la polimerización del ARN por parte de la ARN polimerasa II ocurre después de reconocer señales aguas abajo conocidas como cola poliA. Y la ARN polimerasa III reconoce los residuos de desoxiadenilato en la plantilla y termina la transcripción. El ARNm eucariótico siempre es monocistrónico.
¿Cuáles son las similitudes entre la polimerasa de ARN procariota y eucariota?
- Ambos participan en la síntesis de ARN.
- Ambos usan el ADN como plantilla.
- Ambas son proteínas grandes.
- Ambos tienen factor sigma que inicia la transcripción.
- Ambos tienen factores de transcripción que regulan los pasos (iniciación y elongación) de la polimerización del ARN.
¿Cuál es la diferencia entre la ARN polimerasa procariota y eucariota?
ARN polimerasa procariótica frente a eucariótica |
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| La polimerasa de ARN procariota es una enzima única de tipo multisubunidad responsable de la transcripción procariota. | Las ARN polimerasas eucariotas son diferentes tipos de enzimas que llevan a cabo la transcripción eucariota. |
| Peso molecular | |
| El peso molecular de la ARN polimerasa procariótica es de aproximadamente 400 KDa. | El peso molecular de las ARN polimerasas eucarióticas es superior a 500 kD. |
| Factores de transcripción | |
| La ARN polimerasa procariótica tiene factores de transcripción como el factor sigma y nusA. | Las ARN polimerasas eucarióticas tienen diferentes factores de transcripción para la iniciación y la elongación, como; TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ |
| Factor de terminación | |
| La ARN polimerasa procariótica tiene un "factor rho" para la terminación. | Las polimerasas de ARN eucariotas tienen diferentes secuencias de terminación como caja de sal, cola poli A, residuos de desoxiadenilato. |
| Promotores | |
| La ARN polimerasa procariótica reconoce el promotor en la región -10 a -35 del ADN conocida como caja TATA. | Las ARN polimerasas eucarióticas reconocen diferentes promotores1. |
| Naturaleza del ARNm | |
| La ARN polimerasa procariótica produce ARNm policistrónico. | La ARN polimerasa II eucariótica produce ARNm monocistrónico. |
1 La ARN polimerasa I reconoce los promotores aguas arriba entre las regiones -45 y +25 del ADN. La ARN polimerasa II reconoce los promotores aguas arriba entre -25 y -100 regiones en el ADN como (caja TATA, caja CAAT y caja GC). La ARN polimerasa III reconoce los promotores internos aguas abajo.
Resumen: ARN polimerasa procariota frente a eucariota
La ARN polimerasa es la enzima responsable de la polimerización del ARN conocida como transcripción en la célula viva. La ARN polimerasa también se denomina ARN polimerasa dirigida por ADN, ya que utiliza el ADN como plantilla. En la transcripción, la ARN polimerasa normalmente abre el ADN de doble cadena para que una cadena de ADN pueda usarse como plantilla para el proceso de síntesis de la molécula de ARN. La ARN polimerasa puede dar lugar a ARNm, ARNr y ARNt. Los factores de transcripción y el complejo mediado por la transcripción guían a la ARN polimerasa en el proceso de transcripción. La transcripción tiene tres pasos; iniciación, elongación y terminación. Esto se puede destacar como la diferencia entre la polimerasa de ARN procariótica y eucariótica.
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