Comparthing Logo
генетикамолекулярдык биологияферменттербиохимия

РНК полимеразасы жана ДНК полимеразасы

Бул деталдуу салыштыруу генетикалык репликация жана экспрессия үчүн жооптуу негизги ферменттер болгон РНК жана ДНК полимеразаларынын ортосундагы негизги айырмачылыктарды карайт. Экөө тең полинуклеотид чынжырларынын пайда болушун катализдегени менен, алардын структуралык талаптары, каталарды оңдоо мүмкүнчүлүктөрү жана клетканын борбордук догмасындагы биологиялык ролдору боюнча бир топ айырмаланат.

Көрүнүктүү нерселер

  • РНК-полимераза праймерсиз жаңы РНКны синтездейт.
  • ДНК-полимераза праймерди талап кылат, бирок жогорку тактык үчүн эң сонун корректураны сунуштайт.
  • РНК-полимеразанын акыркы продуктусу бир чынжырлуу, ал эми ДНК-полимераза кош чынжырлуу спиралды пайда кылат.
  • РНК-полимераза ДНК-полимеразада жок болгон ДНКны чечүүчү касиетке ээ.

РНК полимераза эмне?

Ген экспрессиясы учурунда ДНКны ар кандай РНК молекулаларына транскрипциялоо үчүн жооптуу фермент.

  • Негизги функция: РНК транскрипциясы
  • Субстрат: Рибонуклеозид трифосфаттары (NTPs)
  • Праймер талабы: Жок (жаңы синтез)
  • Негизги түрлөрү: Pol I, Pol II жана Pol III (эукариоттордо)
  • Продукт: Бир чынжырлуу РНК

ДНК полимераза эмне?

Фермент клетканын геномун көбөйтүү менен бөлүнүү учурунда генетикалык мурастын тактыгын камсыз кылуу милдетин аткарган.

  • Негизги функциясы: ДНКнын репликациясы жана калыбына келиши
  • Субстрат: Дезоксирибонуклеозид трифосфаттары (dNTPs)
  • Праймер талабы: РНК же ДНК праймерин талап кылат
  • Негизги түрлөрү: Pol I, II, III, IV жана V (прокариоттордо)
  • Продукт: Эки чынжырлуу ДНК

Салаштыруу таблицасы

МүмкүнчүлүкРНК полимеразаДНК полимераза
Биологиялык процессТранскрипцияРепликация
Колдонулган шаблонЭки тизмектүү ДНКБир чынжырлуу ДНК
Праймер керекЖокОоба
Корректуралоо жөндөмүМинималдуу/ЧектелгенКеңейтилген (3' дан 5' га чейинки экзонуклеаза)
Продукциядагы кантРибозаДезоксирибоза
Эс алуу иш-аракетиГеликаза сыяктуу тубаса жөндөмӨзүнчө геликаза ферментин талап кылат
Ката көрсөткүчү10 000 нуклеотиддин 1и1 000 000 000 нуклеотиддин 1и
Акыркы продукт түзүмүБир полинуклеотиддик тизмекЭки жиптүү спираль

Толук салыштыруу

Баштоо жана баштапкы талаптар

Негизги айырмачылык бул ферменттердин синтезин кантип баштаарында жатат. РНК-полимераза промотордук ырааттуулукка байланышкандан кийин нөлдөн баштап жаңы тизмекти түзө алат. Тескерисинче, ДНК-полимераза чынжырды баштай албайт жана биринчи нуклеотидди кошуу үчүн эркин 3'-OH тобу бар алдын ала бар болгон праймерди талап кылат.

Тактык жана корректуралоо

ДНК-полимераза бүтүндөй геномдун бүтүндүгүн сактайт, бул орнотулган корректуралоо механизмдери аркылуу жетишилген өтө төмөн ката деңгээлин талап кылат. РНК-полимеразада мындай жогорку тактыктагы экзонуклеаза активдүүлүгү жок, бул мутация деңгээлинин бир кыйла жогорулашына алып келет. Бирок, РНК өткөөл жана тукум куума болбогондуктан, бул каталар организм үчүн жалпысынан анчалык зыяндуу эмес.

Структуралык бошотуучу функциялар

Транскрипция учурунда РНК-полимераза шаблонго жетүү үчүн ДНКнын кош спиралын өз алдынча чече турган өзүнчө машина катары иштейт. ДНК-полимераза белоктордун комплексине көбүрөөк көз каранды, атап айтканда, геликаза ферментинин суутек байланыштарын үзүп, алдындагы репликация айрылышын ачышын талап кылат.

Субстраттын өзгөчөлүгү

Ферменттер колдонгон курулуш блокторуна карата өтө селективдүү мамиле кылышат. РНК-полимераза рибоза кантын жана урацил негизин камтыган рибонуклеотиддерди камтыйт. ДНК-полимераза урацилдин ордуна дезоксирибонуклеотиддерди жана тиминди камтыган дезоксирибонуклеотиддерди атайын тандайт.

Артыкчылыктары жана кемчиликтери

РНК полимераза

Артыкчылыктары

  • +Көз карандысыз демилге
  • +Тез транскрипция
  • +Ички ДНКнын чечилиши
  • +Көп РНК түрлөрү

Конс

  • −Жогорку ката көрсөткүчү
  • −Күчтүү корректуранын жоктугу
  • −Төмөнкү туруктуулук
  • −Убактылуу товарлар

ДНК полимераза

Артыкчылыктары

  • +Өтө тактык
  • +Ишенимдүү корректура
  • +Туруктуу генетикалык сактоо
  • +Жогорку процесстүүлүк

Конс

  • −Праймерди талап кылат
  • −Жардамчы ферменттерди талап кылат
  • −Жайыраак баштоо
  • −Комплекстүү оңдоо жолдору

Жалпы каталар

Мит

РНК-полимераза жана ДНК-полимераза бирдей ылдамдыкта иштешет.

Чындык

Көпчүлүк организмдерде ДНК-полимераза бир топ ылдамыраак болуп, бактерияларда секундасына болжол менен 1000 нуклеотид менен кыймылдайт, ал эми РНК-полимераза орточо эсеп менен секундасына 40-80 нуклеотидге жакын. Бул айырмачылык бүтүндөй геномду репликациялоонун жана белгилүү бир гендерди транскрипциялоонун масштабдуулугун чагылдырат.

Мит

Бардык клеткаларда РНК-полимеразанын бир гана түрү бар.

Чындык

Бактерияларда, адатта, бир көп суббирдиктүү РНК-полимераза болот, ал эми эукариоттордо жок дегенде үч башка түр бар. Ар бир эукариоттук РНК-полимераза рибосомалык РНКны, кабарчы РНКны же өткөрүп берүүчү РНКны синтездөө сыяктуу ар кандай милдеттерге адистешкен.

Мит

ДНК полимеразасы репликация учурундагы каталарды гана оңдой алат.

Чындык

Ар кандай адистештирилген ДНК полимеразалары клетканын өмүр бою бузулган жерлерди калыбына келтирүү үчүн гана бар. Бул ферменттер негизги репликация циклинен көз карандысыз иштеп, ультрафиолет нурунан же химиялык таасирден улам пайда болгон боштуктарды толтура алат.

Мит

РНК-полимераза кош тизмектүү РНКны өндүрөт.

Чындык

РНК-полимераза эки ДНК шаблонунун бирин гана окуу менен бир чынжырлуу молекуланы түзөт. Айрым РНКлар жергиликтүү кош чынжырлуу структураларды түзүү үчүн өзүнө кайра бүктөлө алса да, баштапкы чыгышы бир полинуклеотиддик чынжыр болуп саналат.

Көп суралуучу суроолор

ДНК-полимераза жардамсыз жаңы жипче баштай алабы?
Жок, ДНК полимераза синтезди өз алдынча баштай албайт, анткени ал келген нуклеотидди бекитүү үчүн алдын ала бар болгон 3'-OH тобун талап кылат. Жаратылышта примаз деп аталган фермент бул баштапкы чекитти камсыз кылган кыска РНК праймерин түзөт. Праймер ордуна коюлгандан кийин, ДНК полимераза чынжырды узарта баштайт.
Кайсы фермент так жана эмне үчүн?
ДНК-полимераза алда канча так, ката деңгээли РНК-полимеразага караганда болжол менен 100 000 эсе төмөн. Мындай жогорку тактык анын 3'дан 5'га чейинки экзонуклеаза активдүүлүгүнө байланыштуу, бул ага "артка жылууга" жана туура эмес жупташкан негиздерди алып салууга мүмкүндүк берет. РНК-полимеразада мындай катуу корректура жок, анткени бир нече каталуу РНК молекулалары геномдогу туруктуу мутацияга караганда анчалык катастрофалык эмес.
РНК-полимераза ДНКны ачуу үчүн геликазага муктажбы?
ДНК-полимеразадан айырмаланып, РНК-полимераза ДНК спиралын ачуу үчүн өзүнчө геликаза ферментин талап кылбайт. Ал ген боюнча кыймылдаганда ДНК шаблонун ачууга мүмкүндүк берген ички механизмге ээ. Бул транскрипция көбүгү деп аталган нерсени пайда кылат, ал фермент менен кошо жүрөт.
Эгерде РНК-полимераза ката кетирсе, эмне болот?
Эгерде транскрипция учурунда ката кетсе, ал РНК молекуласынын бузулушуна жана функционалдуу эмес белокко алып келет. Бирок, бир ген көп жолу транскрипциялангандыктан, клеткада адатта белоктун башка көптөгөн туура көчүрмөлөрү болот. Кемчиликтүү РНК акыры бузулат, ошондуктан ката организмдин генетикалык кодунун туруктуу бөлүгүнө айланбайт.
Эмне үчүн ДНК-полимераза тиминди, ал эми РНК-полимераза урацилди колдонот?
ДНКда тиминди колдонуу мутациядан эволюциялык коргоо болуп саналат. Цитозин өзүнөн-өзү урацилге дезаминдеши мүмкүн; эгер ДНК табигый түрдө урацилди колдонсо, клетка урацил негизи бар болушу керекпи же цитозин бузулганбы, айта алмак эмес. ДНКда тиминди колдонуу менен клетка генетикалык бүтүндүктү сактап, пайда болгон ар кандай урацилди оңой эле аныктап жана калыбына келтире алат.
Эукариоттук РНК полимеразаларынын үч түрү кайсылар?
Эукариоттор көпчүлүк рибосомалык РНКны (рРНК) синтездөө үчүн РНК-полимераза I, кабарчы РНК (мРНК) жана кээ бир кичинекей РНКлар үчүн РНК-полимераза II, ал эми ташуучу РНК (тРНК) жана башка кичинекей структуралык РНКлар үчүн РНК-полимераза III колдонушат. Ар бир фермент белгилүү бир промотордук ырааттуулуктарды тааныйт жана иштеши үчүн ар кандай транскрипция факторлорун талап кылат. Бул адистешүү ген экспрессиясын татаалыраак жөнгө салууга мүмкүндүк берет.
РНК-полимераза эки багытта тең кыймылдай алабы?
Жок, РНК да, ДНК да полимеразалар бир багыттуу, жаңы жипчелерди 5' ден 3' ге чейинки багытта гана синтездейт. Бул алардын шаблон жипчесин 3' ден 5' ге чейинки багытта окуй тургандыгын билдирет. Бул багыттык чектөө реакциянын химиялык механизмине байланыштуу, ал учурдагы чынжырдын 3' гидроксил тобунун кирүүчү нуклеотиддин фосфат тобуна кол салышын талап кылат.
ДНК-полимераза транскрипцияга катышабы?
Жок, ДНК полимераза ДНКнын репликациясына жана ДНКны калыбына келтирүүгө гана катышат. Ал РНК полимеразасынын тармагы болгон транскрипция процессинде эч кандай роль ойнобойт. Эки фермент тең түзүлүшү жана ДНК молекуласындагы ар кандай баштапкы сигналдарды таануу жөндөмү боюнча айырмаланат.
Бул ферменттер кайдан баштоо керектигин кантип билишет?
РНК-полимераза гендин башталышын билдирген промоторлор деп аталган белгилүү бир ДНК тизмектерин аныктайт. Бирок, ДНК-полимераза "репликациянын башталышы" деп аталган белгилүү бир жерлерден башталат. РНК-полимераза транскрипция факторлорунун жардамы менен өзүнүн баштапкы чекитин тапса, ДНК-полимераза примазанын репликация айрылышында праймер төшөөсүн күтүшү керек.
ПТРде (полимераз чынжыр реакциясы) кайсы фермент колдонулат?
ПЦР ДНК-полимеразаны, атап айтканда, термофилдик бактериялардан алынган Taq полимеразасы сыяктуу ысыкка туруктуу версиясын колдонот. Бул ферменттин циклдик процесс учурунда ДНК жипчелерин денатурациялоо үчүн зарыл болгон жогорку температурага туруштук беришине мүмкүндүк берет. РНК-полимераза стандарттуу ПЦРде колдонулбайт, бирок ал in vitro транскрипциясы сыяктуу башка ыкмаларда колдонулат.

Чыгарма

Ген экспрессиясын жана белок синтезинин жолдорун изилдөөдө РНК-полимеразаны басым катары тандаңыз. Клетканын бөлүнүү механизмдерин, тукум куучулукту жана узак мөөнөттүү генетикалык туруктуулукту талдоодо ДНК-полимеразаны тандаңыз.

Тиешелүү салыштыруулар

CNS жана PNS

Бул салыштыруу Борбордук нерв системасы (БНС) менен Перифериялык нерв системасынын (ПНС) ортосундагы негизги айырмачылыктарды изилдейт. Анда алардын уникалдуу анатомиялык түзүлүштөрү, маалыматты иштетүүдөгү жана берүүдөгү адистештирилген функциялары жана алардын негизги рефлекстерден баштап татаал когнитивдик ой жүгүртүүгө чейинки ар бир дене аракетин жөнгө салуу үчүн кандайча кызматташаары кеңири баяндалат.

Автотроф жана Гетеротроф

Бул салыштыруу өздөрүнүн азык заттарын органикалык эмес булактардан өндүргөн автотрофтор менен энергия алуу үчүн башка организмдерди керектөөгө аргасыз болгон гетеротрофтордун ортосундагы фундаменталдык биологиялык айырмачылыкты изилдейт. Бул ролдорду түшүнүү энергиянын глобалдык экосистемалар аркылуу кантип агып, Жердеги жашоону кантип колдоп жатканын түшүнүү үчүн абдан маанилүү.

Антиген vs Антитело

Бул салыштыруу бөтөн заттын бар экендигин билдирген молекулярдык триггерлер болгон антигендер менен аларды нейтралдаштыруу үчүн иммундук система тарабынан өндүрүлгөн атайын белоктор болгон антителолордун ортосундагы байланышты тактайт. Бул кулпу жана ачкыч өз ара аракеттенүүнү түшүнүү организмдин коркунучтарды кантип аныктап, таасир же вакцинация аркылуу узак мөөнөттүү иммунитетти кантип кураарын түшүнүү үчүн абдан маанилүү.

Артериялар жана веналардын айырмасы

Бул салыштыруу адамдын кан айлануу системасынын эки негизги өткөргүчү болгон артериялар менен веналардын ортосундагы структуралык жана функционалдык айырмачылыктарды деталдуу баяндайт. Артериялар жүрөктөн агып жаткан жогорку басымдагы кычкылтек менен байытылган канды өткөрүүгө ылайыкташтырылган болсо, веналардын бир тараптуу клапандар системасын колдонуу менен төмөнкү басым астында кычкылтексиз канды кайтарууга адистешкен.

Аэробдук жана анаэробдук

Бул салыштыруу клеткалык дем алуунун эки негизги жолун деталдуу түрдө баяндайт, максималдуу энергия алуу үчүн кычкылтекти талап кылган аэробдук процесстерди кычкылтек жетишсиз чөйрөдө пайда болгон анаэробдук процесстер менен салыштырат. Бул зат алмашуу стратегияларын түшүнүү ар кандай организмдердин, ал тургай ар кандай адамдын булчуң талчаларынын биологиялык функцияларды кантип иштетээрин түшүнүү үчүн абдан маанилүү.