原核生物と真核生物のRNAポリメラーゼの違いとは?分かりやすく解説!

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原核生物と真核生物のRNAポリメラーゼの主な違いは、原核生物が1種類のRNAポリメラーゼを持つのに対し、真核生物は主に3種類のRNAポリメラーゼを持つことである

 さらに、原核生物のRNAポリメラーゼは5つのサブユニットを持つのに対し、真核生物では、RNAポリメラーゼIがrRNA遺伝子を、RNAポリメラーゼIIがmRNA遺伝子を、RNAポリメラーゼIIIがtRNAの遺伝子など小さなRNA遺伝子を転写している。

生物に存在するRNAポリメラーゼには、原核生物と真核生物の2種類があります。

原核生物は異なる種類のシグマファクターを用いて転写を制御し、真核生物は異なる種類のRNAポリメラーゼの存在により転写を制御している。

主な対象分野

  1. 原核生物RNAポリメラーゼとは?
         – 定義、構造、重要性
  2. 真核生物RNAポリメラーゼとは?
         – 定義、種類、重要性
  3. 原核生物と真核生物のRNAポリメラーゼの類似点とは?
         – 共通点の概要
  4. 原核生物と真核生物のRNAポリメラーゼの違いとは?
         – 主な違いの比較

この記事の重要な単語

真核生物RNAポリメラーゼ、原核生物RNAポリメラーゼ、RNA Pol II、シグマファクター、転写

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原核生物RNAポリメラーゼとは?

原核生物RNAポリメラーゼは、原核生物の転写を担う単一のタイプのRNAポリメラーゼです。

原核生物RNAポリメラーゼの完全なホロ酵素は、β’βαIとαIIωσの5つのサブユニットで構成されている。

原核生物のRNAポリメラーゼには、特定の遺伝子の転写を支配するシグマ因子が存在する。

さらに、これらの転写因子が結合するプロモーターの違いによっても区別される。

Main Difference - Prokaryotic vs Eukaryotic RNA Polymerase:図1 水棲サーマスのRNAポリメラーゼ

さらに、原核生物RNAポリメラーゼの触媒サブユニットには、β’、β、α、ωの4種類があり、最大のサブユニットはβ’で、RNA合成に関わる活性中心の一部を含んでいる。

さらに、2番目に大きいサブユニットはβであり、RNA合成を担う活性中心の残りを含んでいる。

 さらに、3番目に大きなサブユニットは、RNAP1分子あたり2個存在するαサブユニットで、αIとαIIはそれぞれαNTDとαCTDという2つのドメインを含んでいる。


前者のドメインはRNAPの組み立てに必要な決定因子を含み、後者のドメインはプロモーターDNAとの相互作用に必要な決定因子を含む

 しかし、最も小さなサブユニットはωサブユニットであり、RNAPの組み立てを促進し、組み立てられたRNAPを安定化させる。

しかし、シグマ因子は原核生物RNAポリメラーゼの触媒コアに結合する転写開始因子であり、プロモーターに対する特異性を高めている。

真核生物由来RNAポリメラーゼとは?

真核生物のRNAポリメラーゼは、真核生物における転写を担う酵素群です。

一般に、真核生物の転写は原核生物の転写よりも複雑です。

さらに、これは特定の種類のRNA遺伝子を転写するために、異なる種類のRNAポリメラーゼが存在することによって実現されている。

さらに、真核生物のRNAポリメラーゼは、rRNAの転写を担うRNA pol I、mRNAの転写を担うRNA pol II、tRNA、rRNA 5S、その他の低分子RNAの転写を担うRNA pol IIIの3種類に大別される。

さらに、この他にも2種類のRNAポリメラーゼが存在する。

基本的には、RNA pol IVが植物におけるsiRNAの転写を、RNA pol Vが植物におけるsiRNA指向性ヘテロクロマチン形成におけるRNAの転写を担っている。

原核生物と真核生物のRNAポリメラーゼの類似性

  • 原核生物と真核生物に存在する2種類のRNAポリメラーゼのことです。
  • 原核生物と真核生物に存在する2種類のRNAポリメラーゼで、遺伝子の遺伝情報をRNA分子に書き写す転写を担う酵素です。
  • どちらもDNAを指令とするRNAポリメラーゼです。
  • 転写の前に、転写因子はプロモーター領域に結合し、DNAの巻き戻しを開始する。さらに、このことがRNAポリメラーゼをDNA鋳型に呼び寄せる。
  • また、RNAポリメラーゼには、マルチサブユニット酵素とシングルサブユニット酵素があります。

原核生物と真核生物のRNAポリメラーゼの違い。

定義

原核生物のRNAポリメラーゼは4つのサブユニットとシグマ因子からなり、真核生物のRNAポリメラーゼは5種類のRNAポリメラーゼからなる。

意義

原核生物の転写は1種類のRNAポリメラーゼが担っているが、真核生物のRNAポリメラーゼはRNA pol I, II, III, IV, Vの5種類です。

サブユニット

原核生物のRNAポリメラーゼのコア酵素は5つのサブユニットを含み、真核生物のRNAポリメラーゼは10〜20のサブユニットを含む。

サイズ

また、原核生物のRNAポリメラーゼの大きさは約400kDa、真核生物のRNAポリメラーゼの大きさは500kDaであり、原核生物のRNAポリメラーゼの大きさは、真核生物のRNAポリメラーゼの大きさより小さい。

トランスクリプションの種類

原核生物のRNAポリメラーゼはポリシストロンRNAを合成し、真核生物のRNAポリメラーゼはモノシストロンRNAを合成する。

転写の制御

原核生物が様々な種類のシグマ因子を用いて転写を制御しているのに対し、真核生物の転写は様々な種類のRNAポリメラーゼの存在によって制御されている。

結論

原核生物のRNAポリメラーゼは、基本的に原核生物における転写を担う酵素です。

また、原核生物は複数のサブユニットを持つ1種類のRNAポリメラーゼしか持っていない。

さらに、この酵素に異なる種類のシグマ因子が結合することで、転写を制御している。

一方、真核生物のRNAポリメラーゼは、真核生物における転写を担う酵素群を指す。

ただし、RNA pol IはrRNAを、RNA pol IIはmRNAを、RNA pol IIIはtRNAを転写している。

したがって、原核生物と真核生物のRNAポリメラーゼの主な違いは、存在する酵素の数と転写の調節にある。

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