¿Cuáles son las diferencias y similitudes entre la ADN polimerasa y la ARN polimerasa?

A2A: Buena pregunta, veamos esto en una sucesión cronológica de eventos que comienzan con ADN intacto en el cromosoma (o plásmido).

  • ADN vinculante
    Ambas enzimas necesitan unirse fuertemente al ADN, pero lo hacen con diferentes mecanismos:

    La ADN polimerasa (DNAP) requiere una bifurcación de replicación para realizar la ADN girasa, seguida de la unión del cebador de ARN. Estos son los dos requisitos obligatorios para que DNAP salte (se una) al ADN.

    La ARN polimerasa (RNAP) requiere que su dominio de holoenzima reconozca el promotor de un gen (en procariotas: región -35, Pribnow Box y sitio de iniciación; en eucariotas: varía en los requisitos b / c aquí hay tres tipos de RNAP). Los promotores constituyen el principal requisito obligatorio para que RNAP salte al ADN.

  • Nucleobase Especificidad
    Ambas enzimas incorporarán nucleótidos hechos de novo a través del mismo proceso (“casi” porque los ácidos desoxirribonucleicos se derivan de los ácidos ribonucleicos a través de una simple reducción del grupo hidroxilo), pero cada enzima incorpora un conjunto separado de nucleótidos.

    DNAP solo incorporará ácidos desoxirribonucleicos (dNTP) a la cadena de ADN en crecimiento.

    RNAP solo incorporará ácidos ribonucleicos (rNTP) a la cadena de ARN en crecimiento.

    Recuerde que la diferencia entre los dos es que al primero le falta un hidróxido en su anillo pentosa, mientras que el segundo tiene un hidróxido en esa posición. Aquí hay una foto de la diferencia. Se cree que DNAP y RNAP pueden diferenciar los dos conjuntos de NTP únicamente en función del grupo hidroxilo adicional y los rNTP

  • Habilidades de corrección
    DNAP puede corregir sus errores con su actividad de exonucleasa, mientras que RNAP no puede hacer esto (a menos que sea un RNAP eucariota específico que francamente no recuerdo).

    DNAP comete muchos menos errores en relación con RNAP, pero esto se debe en parte a la gran cantidad de tareas que solo RNAP logra. DNAP simplemente replica el ADN para la división celular, lo que literalmente no ocurre cada segundo de la vida de una célula como la síntesis de ARNm.

Es probable que haya más similitudes y diferencias, por lo que lo recomendaría al libro de texto Bioquímica de Voet y Voet.

La mayoría de las ARN polimerasas tienen un sitio enzimático similar a la helicasa “incorporado” en el extremo de la proteína, esto les permite desenrollar el ADN por sí solo sin una enzima helicasa separada. Las ARN polimerasas generalmente solo se unen a ciertas secuencias y solo en presencia de otros cofactores con los que forma complejos, esto se debe a que están más reguladas que las ADN polimerasas. La actividad de la ARN polimerasa debe ser selectiva porque desea más de un cierto ARNm que otro, y cualquier cambio en el entorno provoca un cambio en la expresión de genes dentro de la célula. La regulación de las ARN polimerasas ayuda a regular la homeostasis de la célula. La ADN polimerasa básicamente necesita un interruptor de encendido / apagado. La ADN polimerasa solo es necesaria cuando tiene que replicar el genoma, de lo contrario no es necesaria la replicación de ADN doble para la homeostasis, por lo que hay ciertos motivos genéticos a los que se une la ADN polimerasa y luego hace su trabajo una y otra vez hasta que se duplica todo el genoma, luego se hace.

Por supuesto, todo esto es general, ciertas ADN polimerasas y ciertas ARN polimerasas son especiales y tienen funciones especializadas. Pero la tendencia es que las ARN polimerasas están diseñadas para expresar genes (comienza en el promotor y termina en el terminador, requiere cofactores de transcripción), mientras que las ADN polimerasas están destinadas a llevar a cabo la replicación y los procesos asociados con la replicación (corrección de pruebas, cebadores de excisión, apareamiento de nucleótidos).

Una diferencia importante es que el ARN pol no necesita un cebador para funcionar, aunque sí requiere ayuda de los factores de transcripción.