این مقایسهی دقیق، تفاوتهای اساسی بین RNA و DNA پلیمراز، آنزیمهای اصلی مسئول تکثیر و بیان ژنتیکی، را بررسی میکند. در حالی که هر دو تشکیل زنجیرههای پلینوکلئوتیدی را کاتالیز میکنند، اما از نظر الزامات ساختاری، قابلیتهای تصحیح خطا و نقشهای بیولوژیکی در اصول اساسی سلول، تفاوتهای قابل توجهی دارند.
آنزیمی که مسئول رونویسی DNA به انواع مختلف مولکولهای RNA در طول بیان ژن است.
آنزیمی که وظیفه تکثیر ژنوم سلول را بر عهده دارد تا وراثت ژنتیکی دقیق را در طول تقسیم تضمین کند.
| ویژگی | RNA پلیمراز | دیانای پلیمراز |
|---|---|---|
| فرآیند بیولوژیکی | رونویسی | تکثیر |
| الگوی مورد استفاده | DNA دو رشتهای | DNA تک رشتهای |
| پرایمر مورد نیاز | خیر | بله |
| توانایی ویرایش | حداقل/محدود | گسترده (اگزونوکلئاز ۳' تا ۵') |
| شکر موجود در محصول | ریبوز | دئوکسی ریبوز |
| فعالیت باز کردن پیچ | توانایی ذاتی شبه هلیکاز | به آنزیم هلیکاز جداگانه نیاز دارد |
| نرخ خطا | ۱ در ۱۰۰۰۰ نوکلئوتید | ۱ در ۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰ نوکلئوتید |
| ساختار محصول نهایی | رشته پلی نوکلئوتیدی منفرد | مارپیچ دو رشتهای |
تمایز اصلی در نحوه شروع سنتز این آنزیمها نهفته است. RNA پلیمراز میتواند پس از اتصال یک رشته جدید به یک توالی پروموتر، ایجاد آن را از ابتدا آغاز کند. برعکس، DNA پلیمراز قادر به شروع یک زنجیره نیست و برای افزودن اولین نوکلئوتید به یک پرایمر از پیش موجود با یک گروه 3'-OH آزاد نیاز دارد.
DNA پلیمراز یکپارچگی کل ژنوم را حفظ میکند و این امر مستلزم نرخ خطای فوقالعاده پایینی است که از طریق مکانیسمهای تصحیح داخلی حاصل میشود. RNA پلیمراز فاقد این فعالیت اگزونوکلئازی با دقت بالا است و در نتیجه نرخ جهش به طور قابل توجهی بالاتر است. با این حال، از آنجا که RNA گذرا است و ارثی نیست، این خطاها به طور کلی برای ارگانیسم کمتر مضر هستند.
در طول رونویسی، RNA پلیمراز به عنوان یک ماشین مستقل عمل میکند که میتواند مارپیچ دوگانه DNA را به تنهایی از هم جدا کند تا به الگو دسترسی پیدا کند. DNA پلیمراز بیشتر به مجموعهای از پروتئینها وابسته است، به طور خاص به آنزیم هلیکاز نیاز دارد تا پیوندهای هیدروژنی را بشکند و چنگال همانندسازی را در مقابل خود باز کند.
این آنزیمها در مورد واحدهای سازندهای که استفاده میکنند بسیار گزینشی عمل میکنند. RNA پلیمراز ریبونوکلئوتیدهایی را که حاوی قند ریبوز و باز اوراسیل هستند، در خود جای میدهد. DNA پلیمراز به طور خاص دئوکسی ریبونوکلئوتیدهایی را انتخاب میکند که به جای اوراسیل، دارای قند دئوکسی ریبوز و تیمین هستند.
RNA پلیمراز و DNA پلیمراز با سرعت یکسانی کار میکنند.
در بیشتر موجودات زنده، DNA پلیمراز به طور قابل توجهی سریعتر است و در باکتریها تقریباً با سرعت ۱۰۰۰ نوکلئوتید در ثانیه حرکت میکند، در حالی که RNA پلیمراز به طور متوسط نزدیک به ۴۰ تا ۸۰ نوکلئوتید در ثانیه است. این تفاوت نشان دهنده مقیاس عظیم تکثیر کل ژنوم در مقابل رونویسی ژنهای خاص است.
در تمام سلولها فقط یک نوع RNA پلیمراز وجود دارد.
در حالی که باکتریها معمولاً یک RNA پلیمراز چند زیر واحدی دارند، یوکاریوتها حداقل سه نوع متمایز از آن را دارند. هر RNA پلیمراز یوکاریوتی برای وظایف مختلفی مانند سنتز RNA ریبوزومی، RNA پیامرسان یا RNA ناقل تخصص یافته است.
DNA پلیمراز فقط میتواند خطاها را در طول همانندسازی اصلاح کند.
پلیمرازهای DNA تخصصی مختلفی وجود دارند که صرفاً برای ترمیم آسیب در طول عمر سلول وجود دارند. این آنزیمها میتوانند شکافهای ناشی از نور UV یا قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی را پر کنند و مستقل از چرخه اصلی تکثیر عمل کنند.
RNA پلیمراز RNA دو رشتهای تولید میکند.
RNA پلیمراز به طور خاص با خواندن تنها یکی از دو رشته الگوی DNA، یک مولکول تک رشتهای ایجاد میکند. در حالی که برخی از RNAها میتوانند روی خود تا شوند و ساختارهای دو رشتهای محلی تشکیل دهند، خروجی اصلی یک زنجیره پلینوکلئوتیدی واحد است.
هنگام مطالعه بیان ژن و مسیرهای سنتز پروتئین، RNA پلیمراز را به عنوان محور اصلی انتخاب کنید. هنگام تجزیه و تحلیل مکانیسمهای تقسیم سلولی، وراثت و پایداری ژنتیکی درازمدت، DNA پلیمراز را انتخاب کنید.
این مقایسه، تفاوتهای اکولوژیکی بین همهچیزخواران، که خود را با رژیم غذایی متنوعی از گیاهان و جانوران تغذیه میکنند، و ریزخواران، که وظیفه اساسی مصرف مواد آلی در حال تجزیه را انجام میدهند، را برجسته میکند. هر دو گروه برای چرخه مواد مغذی حیاتی هستند، اگرچه جایگاههای بسیار متفاوتی در شبکه غذایی دارند.
این مقایسه، رابطه بین آنتیژنها، محرکهای مولکولی که حضور عامل خارجی را نشان میدهند، و آنتیبادیها، پروتئینهای تخصصی تولید شده توسط سیستم ایمنی برای خنثی کردن آنها را روشن میکند. درک این تعامل قفل و کلید برای درک چگونگی شناسایی تهدیدها توسط بدن و ایجاد ایمنی طولانی مدت از طریق مواجهه یا واکسیناسیون، اساسی است.
این مقایسه، تمایز بین ژنتیک، مطالعه توالی DNA ارثی، و اپیژنتیک، مطالعه چگونگی ایجاد تغییرات شیمیایی توسط عوامل و رفتارهای محیطی که ژنها را روشن یا خاموش میکنند، بررسی میکند. در حالی که ژنتیک کد ثابت را ارائه میدهد، اپیژنتیک تعیین میکند که چگونه آن کد در طول زندگی بیان میشود.
این مقایسه، تمایز بیولوژیکی اساسی بین اتوتروفها، که مواد مغذی خود را از منابع معدنی تولید میکنند، و هتروتروفها، که باید موجودات دیگر را برای انرژی مصرف کنند، را بررسی میکند. درک این نقشها برای درک چگونگی جریان انرژی در اکوسیستمهای جهانی و حفظ حیات بر روی زمین ضروری است.
این مقایسه تفاوتهای بین انگشتنگاری DNA، که افراد را از طریق الگوهای منحصر به فرد در مناطق غیرکدکننده شناسایی میکند، و توالییابی ژنتیکی، که ترتیب دقیق هر باز شیمیایی را در یک بخش DNA تعیین میکند، را بررسی میکند. در حالی که انگشتنگاری ابزاری برای شناسایی و پزشکی قانونی است، توالییابی یک طرح جامع از کل ساختار ژنتیکی یک موجود زنده ارائه میدهد.
