Forskjellen mellom DNA-polymerase 1 2 og 3
Share
Nøkkelforskjell - DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3
DNA-polymerase er en spesiell kappe av enzymer som er involvert i DNA-replikasjon av levende organismer. Genetisk informasjon går fra en generasjon til neste generasjon på grunn av forekomsten av dette enzymet. Det finnes forskjellige former for DNA-polymeraseenzym som finnes i eukaryoter og prokaryoter. DNA-polymerase 1, 2 og 3 finnes bare i prokaryote organismer, og de spiller forskjellige roller i DNA-replikasjon. Hovedforskjellen mellom DNA-polymerase 1 2 og 3 er hovedsakelig avhengig av primærfunksjonen til hvert enzym. DNA-polymerase 3 er hovedenzymet som katalyserer DNA-syntesen, mens DNA-polymerase 1 og 2 er involvert i DNA-reparasjon og korrekturlesing.
INNHOLD
1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er DNA-polymerase
3. Hva er DNA-polymerase 1
4. Hva er DNA Polymerase 2
5. Hva er DNA Polymerase 3
6. Side ved side-sammenligning - DNA-polymerase 1 vs 2 vs 3
7. Sammendrag
Hva er DNA-polymerase?
DNA-duplisering er et must for å overføre genetisk informasjon fra foreldre til avkom. Dette tilrettelegges av et spesielt enzym som kalles DNA-polymerase. DNA-polymerase kan defineres som et allestedsnærværende enzym som katalyserer syntese av DNA som er komplementært til det eksisterende DNA i levende celler. Det ble først oppdaget i E coli av Arthur Kornberg i 1955. DNA-replikasjon og vedlikehold styres i hovedsak av DNA-polymeraser i cellen. Oppdagelse av DNA-polymeraser hjalp mange teknikker for molekylærbiologi. Det er enzymet som kreves for å syntetisere nye DNA-tråder som ligner det opprinnelige DNA fra organismer fra nukleotider under mange molekylærbiologiske teknikker, inkludert PCR, genkloning, gensekvensering, sykdomsdiagnose, genterapi, polymorfisanalyse, etc.
DNA-polymeraser finnes i flere former som avviker fra form og størrelse. De tilhører flere familier: A, B, C, D, X, Y og RT. Prokaryotiske DNA-polymeraser grupperes i fem forskjellige kategorier, nemlig DNA-polymerase 1, DNA-polymerase 2, DNA-polymerase 3, DNA-polymerase 4 og DNA-polymerase 5. Eukaryote organismer har omtrent femten forskjellige DNA-polymeraser, nemlig polymerase P, A, A, , δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ og v.
Figur 01: DNA-polymerase
Ved syntetisering av nytt DNA med DNA-polymerase starter den fra 3'-enden og styrer syntesen mot 5'-enden ved å legge til nukleotider ad gangen, komplementær til mal-DNA. DNA-polymerase trenger en tidligere eksisterende 3'-OH-gruppe for å initiere kjedesyntesen og lages av det lille DNA eller RNA-fragmentet som kalles primer. DNA-polymerase leser mal-DNA og beveger seg fra 3'-ende til 5'-enden, og danner en ny 5'-3'-DNA-streng.
Hva er DNA-polymerase 1?
DNA-polymerase 1 (Pol 1) er et enzym funnet i prokaryoter som bidrar til bakteriell DNA-replikasjon. Det er den første typen DNA-polymerase oppdaget av Arthur Kornberg i 1956. Dette enzymet er tilstede i alle prokaryote organismer. Pol 1 er kodet av genet Pola og består av 928 aminosyrer. Den har en 5 'til 3' eksonukleaseaktivitet; dermed er det populært som et DNA-reparerende enzym i stedet for et DNA-repliserende enzym. Den har også muligheten til å katalysere flere polymerisasjoner før frigjøring av mal-DNA, og koble Okazaki-fragmenter sammen ved å fylle nytt DNA og fjerne RNA-primere.
Pol 1 isolert fra E coli ble mye brukt i molekylære applikasjoner. Imidlertid, da Taq Polymerase ble oppdaget, erstattet den E Coli Pol 1 i PCR-teknologi. Taq-polymerase er en type av en termostabil DNA-polymerase som tilhører Pol 1.
Figur 02: DNA-polymerase 1
Hva er DNA Polymerase 2?
DNA-polymerase 2 (Pol 2) er et prokaryotisk enzym som katalyserer DNA-replikasjonen. Den tilhører polymeras B-familien og er kodet av genen polB. Det ble først oppdaget fra E coli av Thomas Kornberg i 1970. Pol 2 er et globulært protein sammensatt av 783 aminosyrer. Den har både 3 'til 5' exonukleaseaktivitet og 5 'til 3' polymeraseaktivitet. Den samhandler med DNA-polymerase 3-enzymer for å opprettholde troskap og prosessivitet av DNA-replikasjon. Pol 2 har også evnen til å korrekturlese det nylig syntetiserte DNA for nøyaktighet.
Figur 03: DNA-polymerase 2
Hva er DNA Polymerase 3?
DNA-polymerase 3 (Pol 3) er det viktigste enzymet som katalyserer DNA-replikasjonen i prokaryoter. Den tilhører familien C-polymerase og er kodet av genet polC. Det ble oppdaget av Thomas Kornberg i 1970. Pol 3 er en komponent av replikasjonsgaffel og kan legge til 1000 nukleotider per sekund til den nylig polymeriserende DNA-strengen.
Pol 3 er et holoenzym sammensatt av ti forskjellige proteiner og har tre funksjonelle molekyler nemlig a, e og θ. Tre funksjonelle molekyler av Pol 3 er hver for seg ansvarlige for tre virkninger av enzymet. A-underenheten styrer polymeriseringen av DNA mens e styrer eksonukleas-korrekturlesingsaktiviteten til pol 3-enzymet. Θ-underenheten hjelper ε-underenheten til korrekturlesing.
Figur 04: Underenheter av DNA-polymerase 3
Hva er forskjellen mellom DNA-polymerase 1 og 2 og 3?
DNA-polymerase 1 vs 2 vs 3 | |
| Polymerase 1 | Polymerase 1 er sammensatt av 928 aminosyrer. |
| Polymerase 2 | Polymerase 2 er sammensatt av 783 aminosyrer. |
| Polymerase 3 | Polymerase 3 er et holoenzym sammensatt av ti proteiner innrettet i tre funksjonelle underenheter. |
| Familie | |
| Polymerase 1 | Polymerase 1 tilhører polymerasefamilien A. |
| Polymerase 2 | Polymerase 2 tilhører polymerasefamilien B. |
| Polymerase 3 | Polymerase 3 tilhører polymerasefamilien C. |
| Hovedfunksjon | |
| Polymerase 1 | Dette er ansvarlig for DNA-reparasjon og fjerning av RNA-primere. |
| Polymerase 2 | Dette er ansvarlig for korrekturlesning, troskap og prosessivitet av nydannet DNA |
| Polymerase 3 | Dette er ansvarlig for DNA-polymerisering |
Sammendrag - DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3
DNA-polymerase er en viktig enzymklasse som finnes i alle levende organismer. Hovedfunksjonen til DNA-polymerase er DNA-replikasjon. Det er i stand til å samle nukleotider og syntetisere nytt komplementært DNA for eksisterende DNA. Dette enzymet finnes i forskjellige former som varierer fra form og størrelse. DNA-polymerase 1, 2 og 3 er prokaryote DNA-polymeraser involvert i DNA-replikasjon. Pol 1 katalyserer reparasjon av DNA-skader. Pol 2 katalyserer troskap og prosessivitet av DNA-replikasjon. Pol 3 katalyserer 5 'til 3' DNA-polymerisasjon.
Henvisning:
1. Lehman, I. R. "Discovery of DNA Polymerase." Journal of Biological Chemistry. N.p., 12. september 2003. Web. 6. mars 2017
2.Gardner, Andrew F., og Zvi Kelman. "DNA-polymeraser i bioteknologi." Grenser. Grenser, 13. november 2014. Web. 6. mars 2017
3. Garcia-Diaz, Miguel og Katarzyna Bebenek. "Flere funksjoner av DNA-polymeraser." Kritiske vurderinger i plantevitenskap. U.S. National Library of Medicine, mars 2007. Web. 6. mars 2017
Bilde Courtesy:
1. "DNA polymerase" Di Yikrazuul - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "PolymeraseDomains" Etter ukjente "Molecule of the Month", mars 2000 - Protein Data Bank (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. "Pol2 struktur (Basert på 35KM)" Av Sbandeka - Eget arbeid (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
4. "DNA-polymerase III (med underenheter)" Av Alepopoli - eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
