Diferença chave – RNA polimerase procariótica vs eucariótica
RNA polimerase é a enzima responsável pelo processo de transcrição que ocorre em todos os organismos vivos. A RNA polimerase é uma enzima de alto peso molecular. O nome oficial da RNA polimerase é RNA polimerase dirigida por DNA. Durante a transcrição, a RNA polimerase abre o DNA de fita dupla para que uma fita de DNA possa ser usada como molde para o processo de síntese de uma molécula de mRNA. A geração de moléculas de RNA (mRNA, rRNA e tRNA) é uma etapa extremamente importante na síntese de proteínas (tradução). Fatores de transcrição e complexos mediados pela transcrição estão guiando a enzima RNA polimerase para iniciar a transcrição em uma célula viva. A RNA polimerase se liga à região promotora do gene (DNA) e inicia a transcrição catalisada pela RNA polimerase. A transcrição procariótica e eucariótica difere principalmente devido à diferença na enzima RNA polimerase. A principal diferença entre RNA polimerase procariótica e eucariótica é que a transcrição procariótica é realizada por um único tipo de multi subunidade de RNA polimerase. Ao contrário, a transcrição eucariótica é catalisada por três tipos diferentes de RNA polimerases denominadas RNA polimerase I (transcrever rRNA), RNA polimerase II (transcrever mRNA) e RNA polimerase III (transcrever tRNA).
O que é RNA polimerase procariótica?
A RNA polimerase procariótica é uma enzima pesada de múltiplas subunidades. A RNA polimerase de E coli é extensivamente estudada. Esta é uma enzima complexa que tem um peso molecular de 450 KDa. A holoenzima consiste em dois componentes principais. Eles são enzimas centrais e fatores de transcrição. O componente da enzima central tem cinco subunidades, como β', β, αI, αII e ω. Os fatores de transcrição são o fator sigma (iniciação), nusA (alongamento).
Fora desses fatores, o β´ tem a função de ligação ao DNA. E o fator β tem o sítio catalítico que realiza a polimerização do RNA. As funções dos fatores α e ω ainda não foram descobertas. Alguns dizem que o fator alfa (α) é responsável pela iniciação da cadeia e interação com proteínas reguladoras. A principal função do fator sigma é o reconhecimento do promotor. Uma vez que o promotor no DNA é reconhecido pelo fator sigma, o componente coenzima da RNA polimerase se liga à região promotora e inicia a polimerização do RNA. Uma vez que a transcrição começa, o fator sigma é liberado do DNA. O alongamento da molécula de RNA é feito pela subunidade β. Na terminação da cadeia, o “fator rho” libera a molécula de RNA já transcrita.
Figura 01: A RNA Polimerase Procariótica
A transcrição termina nos locais especificados pelo molde de DNA. O fator nusA está envolvido na função de alongamento, bem como na terminação da cadeia. O antibiótico rifampicina pode se ligar à subunidade beta da RNA polimerase bacteriana. Assim, está impedindo a enzima de iniciar a polimerização do RNA bacteriano. Outro antibiótico conhecido como estreptolidigina inibe o processo de alongamento da polimerização do RNA bacteriano. O mRNA de procariontes é policistrônico, o que significa que contém códons de mais de um cistron (mais de um gene).
O que é RNA polimerase eucariótica?
As RNA polimerases eucarióticas são de três tipos diferentes. Eles transcrevem diferentes classes de genes. E também funcionam sob diferentes condições. Os fatores de iniciação e terminação (fatores sigma e rho) são completamente diferentes das contrapartes da RNA polimerase procariótica. As três diferentes RNA polimerases são denominadas como, RNA polimerase I (transcreve rRNA), RNA polimerase II (transcreve mRNA) e RNA polimerase III (transcreve tRNA). A RNA polimerase I está localizada no nucléolo e a enzima necessita de Mg2+ para sua atividade. A RNA polimerase II está no nucleoplasma e precisa de ATP para sua atividade. A RNA polimerase III também está localizada no nucleoplasma.
Os promotores para essas RNA polimerases são diferentes. A RNA polimerase I reconhece os promotores a montante entre -45 a +25 regiões no DNA. A RNA polimerase II reconhece os promotores a montante entre -25 a -100 regiões no DNA, como (caixa TATA, caixa CAAT e caixa GC). A RNA polimerase III reconhece os promotores internos a jusante.
Figura 02: RNA polimerase eucariótica
As RNA polimerases eucarióticas são grandes complexos formados por proteínas multi subunidades de 500 kDa ou mais. Eles têm diferentes fatores de transcrição para o processo de iniciação e alongamento, como TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ. A polimerização do RNA termina pela RNA polimerase I após o reconhecimento da caixa Sal. A terminação da polimerização do RNA pela RNA polimerase II acontece após o reconhecimento de sinais a jusante conhecidos como cauda poliA. E a RNA polimerase III reconhece resíduos de desoxiadenilato no molde e termina a transcrição. O mRNA eucariótico é sempre monocistrônico.
Quais são as semelhanças entre RNA polimerase procariótica e eucariótica?
- Ambos estão envolvidos na síntese de RNA.
- Ambos estão usando DNA como modelo.
- Ambos são proteínas grandes.
- Ambos possuem fator sigma que inicia a transcrição.
- Ambos possuem fatores de transcrição que regulam as etapas (iniciação e alongamento) da polimerização do RNA.
Qual é a diferença entre RNA polimerase procariótica e eucariótica?
Procariótica vs RNA Polimerase Eucariótica |
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| A RNA polimerase procariótica é uma enzima do tipo multi subunidades única que é responsável pela transcrição procariótica. | As RNA polimerases eucarióticas são diferentes tipos de enzimas que realizam a transcrição eucariótica. |
| Peso Molecular | |
| O peso molecular da RNA polimerase procariótica é de aproximadamente 400 KDa. | O peso molecular das RNA polimerases eucarióticas é superior a 500kD. |
| Fatores de Transcrição | |
| A RNA polimerase procariótica possui fatores de transcrição como fator sigma e nusA. | As RNA polimerases eucarióticas possuem diferentes fatores de transcrição para iniciação e alongamento como; TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ |
| Fator de terminação | |
| A RNA polimerase procariótica tem “fator rho” para terminação. | As RNA polimerases eucarióticas têm diferentes sequências de terminação como sal box, cauda poli A, resíduos desoxiadenilato. |
| Promotores | |
| A RNA polimerase procariótica reconhece o promotor na região -10 a -35 no DNA conhecida como TATA box. | As RNA polimerases eucarióticas reconhecem diferentes promotores1. |
| Natureza do mRNA | |
| A RNA polimerase procariótica produz mRNA policistrônico. | A RNA polimerase II eucariótica produz mRNA monocistrônico. |
1 A RNA polimerase I reconhece os promotores a montante entre -45 a +25 regiões no DNA. A RNA polimerase II reconhece os promotores a montante entre -25 a -100 regiões no DNA, como (caixa TATA, caixa CAAT e caixa GC). A RNA polimerase III reconhece os promotores internos a jusante.
Resumo – RNA polimerase procariótica vs eucariótica
RNA polimerase é a enzima responsável pela polimerização do RNA conhecida como transcrição na célula viva. A RNA polimerase também é chamada de RNA polimerase dirigida por DNA, pois usa o DNA como modelo. Na transcrição, a RNA polimerase normalmente abre a fita dupla de DNA para que uma fita de DNA possa ser usada como molde para o processo de síntese da molécula de RNA. A RNA polimerase pode dar origem a mRNA, rRNA e tRNA. Os fatores de transcrição e o complexo mediado pela transcrição estão orientando a RNA polimerase no processo de transcrição. A transcrição tem três etapas; iniciação, alongamento e terminação. Isso pode ser destacado como a diferença entre RNA polimerase procariótica e eucariótica.
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