Rozdíl mezi DNA polymerázou 1 2 a 3

Key Difference - DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3
 

DNA polymeráza je speciální skupina enzymů, které se účastní replikace DNA živých organismů. Genetická informace je předávána z jedné generace na další generaci v důsledku přítomnosti tohoto enzymu. V eukaryotech a prokaryotech jsou různé formy enzymu DNA polymerázy. DNA polymeráza 1, 2 a 3 se nachází pouze v prokaryotických organismech a hraje při replikaci DNA různé role. Klíčový rozdíl mezi DNA polymerázou 1 a 3 závisí hlavně na primární funkci každého enzymu. DNA polymeráza 3 je hlavním enzymem, který katalyzuje syntézu DNA, zatímco DNA polymeráza 1 a 2 se podílejí na opravě a korekci DNA.

OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je DNA polymeráza
3. Co je DNA polymeráza 1
4. Co je DNA polymeráza 2
5. Co je DNA polymeráza 3
6. Srovnání bok po boku - DNA polymeráza 1 vs 2 vs 3
7. Shrnutí

Co je DNA polymeráza?

DNA duplikace je nutností pro předávání genetických informací z rodiče na potomky. To je usnadněno speciálním enzymem zvaným DNA polymeráza. DNA polymeráza může být definována jako všudypřítomný enzym, který katalyzuje syntézu DNA komplementární ke stávající DNA v živých buňkách. Poprvé bylo objeveno v roce 2006 E-coli od Arthura Kornberga v roce 1955. Replikace a udržování DNA se řídí hlavně DNA polymerázami v buňce. Objev DNA polymeráz pomohl mnoha technikám molekulární biologie. Jedná se o enzym potřebný k syntéze nových řetězců DNA podobných původní DNA organismů z nukleotidů během mnoha molekulárně biologických technik včetně PCR, klonování genů, sekvenování genů, diagnostiky onemocnění, genové terapie, analýzy polymorfismu atd..

DNA polymerázy existují v různých formách, které se liší od tvaru a velikosti. Patří do několika rodin: A, B, C, D, X, Y a RT. Prokaryotické DNA polymerázy jsou seskupeny do pěti různých kategorií, jmenovitě DNA polymeráza 1, DNA polymeráza 2, DNA polymeráza 3, DNA polymeráza 4 a DNA polymeráza 5. Eukaryotické organismy mají přibližně patnáct různých DNA polymeráz, konkrétně polymeráza β, λ, σ, μ, α , δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ a ν.

Obrázek 01: DNA polymeráza

Když syntetizuje novou DNA DNA polymerázou, začíná od 3 'konce a řídí syntézu směrem k 5' konci přidáváním nukleotidů současně, komplementárních k templátové DNA. DNA polymeráza potřebuje předem existující 3 'OH skupinu pro zahájení syntézy řetězce a je usnadněna malým fragmentem DNA nebo RNA zvaným primer. DNA polymeráza čte templátovou DNA a pohybuje se od 3 'konce k 5' konci, čímž vytváří nový řetězec 5'-3 'DNA.

Co je DNA polymeráza 1?

DNA polymeráza 1 (Pol 1) je enzym nalezený v prokaryotech, které pomáhají při replikaci bakteriální DNA. Je to první typ DNA polymerázy objevený Arthurem Kornbergem v roce 1956. Tento enzym je přítomen ve všech prokaryotických organismech. Pol 1 je kódován genem polA a je složena z 928 aminokyselin. Má 5 'až 3' exonukleázovou aktivitu; proto je populární spíše jako enzym opravující DNA než enzym replikující DNA. Má také schopnost katalyzovat vícenásobné polymerace před uvolněním templátové DNA a spojením fragmentů Okazaki dohromady vyplněním nové DNA a odstraněním RNA primerů.

Pol 1 izolovaný z E-coli byl široce používán v molekulárních aplikacích. Jakmile však byla objevena Taq Polymeráza, nahradila E Coli Pol 1 v PCR technologii. Taq polymeráza je druh termostabilní DNA polymerázy patřící do Pol 1.

Obrázek 02: DNA polymeráza 1

Co je DNA polymeráza 2?

DNA polymeráza 2 (Pol 2) je prokaryotický enzym, který katalyzuje replikaci DNA. Patří do rodiny polymeráz B a je kódován genem polB. To bylo poprvé objeveno od E-coli Thomas Kornberg v roce 1970. Pol 2 je globulární protein složený ze 783 aminokyselin. Má jak 3 'až 5' exonukleázovou aktivitu, tak 5 'až 3' polymerázovou aktivitu. Interaguje s enzymy DNA polymerázy 3 a udržuje tak věrnost a zpracovatelnost replikace DNA. Pol 2 má také schopnost korigovat nově syntetizovanou DNA pro přesnost.

Obrázek 03: DNA polymeráza 2

Co je DNA polymeráza 3?

DNA polymeráza 3 (Pol 3) je hlavní enzym, který katalyzuje replikaci DNA v prokaryotech. Patří do polymerázy rodiny C a je kódován genem polC. Byl objeven Thomasem Kornbergem v roce 1970. Pol 3 je součástí replikační vidlice a může k nově polymerizovanému řetězci DNA přidat 1000 nukleotidů za sekundu..

Pol 3 je holoenzym složený z deseti různých proteinů a má tři funkční molekuly, jmenovitě a, e a 9. Tři funkční molekuly Pol3 jsou samostatně odpovědné za tři působení enzymu. A podjednotka řídí polymeraci DNA, zatímco e řídí exonukleázovou korekční aktivitu enzymu pol3. Podjednotka θ pomáhá podjednotce ε pro korektury.

Obrázek 04: Podjednotky DNA polymerázy 3

Jaký je rozdíl mezi DNA polymerázou 1 a 2 a 3?

DNA polymeráza 1 vs 2 vs 3
Polymeráza 1	Polymeráza 1 se skládá z 928 aminokyselin.
Polymeráza 2	Polymeráza 2 se skládá ze 783 aminokyselin.
Polymeráza 3	Polymeráza 3 je holoenzym složený z deseti proteinů uspořádaných do tří funkčních podjednotek.
Rodina
Polymeráza 1	Polymeráza 1 patří do polymerázové rodiny A.
Polymeráza 2	Polymeráza 2 patří do polymerázové rodiny B.
Polymeráza 3	Polymeráza 3 patří do polymerázové rodiny C.
Hlavní funkce
Polymeráza 1	Toto je zodpovědné za opravu DNA a odstranění RNA primerů.
Polymeráza 2	Toto je zodpovědné za korekturu, věrnost a zpracovatelnost nově vytvořené DNA
Polymeráza 3	To je zodpovědné za polymeraci DNA

Shrnutí - DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3

DNA polymeráza je důležitou třídou enzymů nalezenou ve všech živých organismech. Hlavní funkcí DNA polymerázy je replikace DNA. Je schopen sestavit nukleotidy a syntetizovat novou komplementární DNA pro existující DNA. Tento enzym existuje v různých formách lišících se od tvaru a velikosti. DNA polymeráza 1, 2 a 3 jsou prokaryotické DNA polymerázy zapojené do replikace DNA. Pol 1 katalyzuje opravu poškození DNA. Pol 2 katalyzuje věrnost a zpracovatelnost replikace DNA. Pol 3 katalyzuje polymeraci DNA 5 'až 3'.

Odkaz:
1. Lehman, I. R. „Objev DNA polymerázy.“ Žurnál biologické chemie. N.p., 12. září 2003. Web. 06.03.2017
2. Gardner, Andrew F. a Zvi Kelman. "DNA polymerázy v biotechnologii." Hranice. Frontiers, 13. listopadu 2014. Web. 06.03.2017
3. Garcia-Diaz, Miguel a Katarzyna Bebenek. "Mnoho funkcí DNA polymeráz." Kritické recenze ve vědách o rostlinách. Americká národní lékařská knihovna, březen 2007. Web. 06.03.2017

Obrázek se svolením:
1. „DNA polymeráza“ Di Yikrazuul - Opera propria (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia
2. „PolymeraseDomains“ (Neznámý) „Molekula měsíce“, březen 2000 - Protein Data Bank (Public Domain) prostřednictvím Commons Wikimedia
3. „Pol2 struktura (na základě 35KM)“ od Sbandeka - vlastní práce (CC BY-SA 4.0) přes Commons Wikimedia
4. „DNA polymeráza III (s podjednotkami)“ od Alepopoli - vlastní práce (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia