Sleutelverskil – DNA-polimerase 1 vs 2 vs 3
DNA-polimerase is 'n spesiale groep ensieme wat betrokke is by DNA-replikasie van lewende organismes. Genetiese inligting word van een generasie na die volgende generasie oorgedra as gevolg van die teenwoordigheid van hierdie ensiem. Daar is verskillende vorme van DNA-polimerase-ensiem wat in eukariote en prokariote voorkom. DNA-polimerase 1, 2 en 3 word slegs in prokariotiese organismes aangetref, en hulle speel verskillende rolle in DNA-replikasie. Die sleutelverskil tussen DNA-polimerase 1 2 en 3 berus hoofsaaklik op die hooffunksie van elke ensiem. DNA-polimerase 3 is die hoofensiem wat die DNA-sintese kataliseer, terwyl DNA-polimerase 1 en 2 betrokke is by DNA-herstel en proeflees.
Wat is DNA-polimerase?
DNA-duplisering is 'n moet om genetiese inligting van ouer na nageslag oor te dra. Dit word vergemaklik deur 'n spesiale ensiem genaamd DNA-polimerase. DNA-polimerase kan gedefinieer word as 'n alomteenwoordige ensiem wat die sintese van DNA aanvullend tot die bestaande DNA in lewende selle kataliseer. Dit is die eerste keer in E coli deur Arthur Kornberg in 1955 ontdek. DNS-replikasie en instandhouding word hoofsaaklik deur DNS-polimerases in die sel beheer. Die ontdekking van DNA-polimerases het baie tegnieke van molekulêre biologie gehelp. Dit is die ensiem wat nodig is om nuwe DNA-stringe soortgelyk aan die oorspronklike DNA van die organismes van nukleotiede te sintetiseer tydens baie molekulêre biologiese tegnieke, insluitend PCR, geenkloning, geenvolgordebepaling, siektediagnose, geenterapie, polimorfisme-analise, ens.
DNA-polimerases bestaan in veelvuldige vorms wat verskil van vorm en grootte. Hulle behoort aan verskeie families: A, B, C, D, X, Y en RT. Prokariotiese DNA-polimerases word in vyf verskillende kategorieë gegroepeer, naamlik DNA-polimerase 1, DNA-polimerase 2, DNA-polimerase 3, DNA-polimerase 4 en DNA-polimerase 5. Eukariotiese organismes het ongeveer vyftien verskillende DNA-polimerases, naamlik polimerase β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ en ν.
Figuur 01: DNA-polimerase
Wanneer nuwe DNA deur DNA-polimerase gesintetiseer word, begin dit vanaf die 3'-kant en rig die sintese na die 5'-kant deur nukleotiede op 'n slag by te voeg, komplementêr tot die sjabloon-DNS. DNA-polimerase benodig 'n voorafbestaande 3' OH-groep om die kettingsintese te begin en word gefasiliteer deur die klein DNA- of RNA-fragment wat primer genoem word. DNA-polimerase lees die sjabloon-DNS en beweeg van 3'-punt na 5'-punt, wat 'n nuwe 5'-3' DNA-string maak.
Wat is DNA-polimerase 1?
DNA-polimerase 1 (Pol 1) is 'n ensiem wat in prokariote voorkom wat help met bakteriese DNA-replikasie. Dit is die eerste tipe DNS-polimerase wat deur Arthur Kornberg in 1956 ontdek is. Hierdie ensiem is teenwoordig in alle prokariotiese organismes. Pol 1 word deur die geen polA gekodeer en bestaan uit 928 aminosure. Dit het 'n 5' tot 3' eksonuklease-aktiwiteit; dus is dit gewild as 'n DNS-herstellende ensiem eerder as 'n DNS-replisering ensiem. Dit het ook die vermoë om veelvuldige polimerisasies te kataliseer voordat die sjabloon-DNA vrygestel word, en Okazaki-fragmente met mekaar te verbind deur nuwe DNA te vul, en RNA-inleiders te verwyder.
Pol 1 geïsoleer van E Coli is wyd gebruik in molekulêre toepassings. Sodra Taq Polymerase egter ontdek is, het dit die E Coli Pol 1 in PCR-tegnologie vervang. Taq-polimerase is soort van 'n termostabiele DNA-polimerase wat aan Pol 1 behoort.
Figuur 02: DNA-polimerase 1
Wat is DNA-polimerase 2?
DNA-polimerase 2 (Pol 2) is 'n prokariotiese ensiem wat die DNA-replikasie kataliseer. Dit behoort aan die polimerase B-familie en word deur die gen polB gekodeer. Dit is vir die eerste keer ontdek vanaf E Coli deur Thomas Kornberg in 1970. Pol 2 is 'n bolvormige proteïen wat uit 783 aminosure bestaan. Dit het beide 3' tot 5' eksonuklease-aktiwiteit en 5' tot 3'-polimerase-aktiwiteit. Dit is in wisselwerking met DNA-polimerase 3-ensieme om die getrouheid en prosessiwiteit van DNA-replikasie te handhaaf. Pol 2 het ook die vermoë om die nuut gesintetiseerde DNA vir akkuraatheid te proeflees.
Figuur 03: DNA-polimerase 2
Wat is DNA-polimerase 3?
DNA-polimerase 3 (Pol 3) is die hoofensiem wat die DNA-replikasie in prokariote kataliseer. Dit behoort aan die familie C-polimerase en word deur die geen polC gekodeer. Dit is in 1970 deur Thomas Kornberg ontdek. Pol 3 is 'n komponent van replikasievurk en kan 1000 nukleotiede per sekonde by die nuut polimeriserende DNA-string voeg.
Pol 3 is 'n holoënsiem wat uit tien afsonderlike proteïene bestaan en het drie funksionele molekules, naamlik α, ε en θ. Drie funksionele molekules van Pol 3 is afsonderlik verantwoordelik vir drie aksies van die ensiem. Die α-subeenheid bestuur die polimerisasie van DNA terwyl die ε die eksonuklease-proefleesaktiwiteit van die pol 3-ensiem bestuur. Die θ subeenheid help die ε subeenheid vir proeflees.
Figuur 04: Subeenhede van DNA-polimerase 3
Wat is die verskil tussen DNA-polimerase 1 en 2 en 3?
DNA Polimerase 1 vs 2 vs 3 |
|
| Polymerase 1 | Polymerase 1 is saamgestel uit 928 aminosure. |
| Polymerase 2 | Polymerase 2 is saamgestel uit 783 aminosure. |
| Polymerase 3 | Polymerase 3 is 'n holoënsiem wat bestaan uit tien proteïene wat in drie funksionele subeenhede gerangskik is. |
| Familie | |
| Polymerase 1 | Polymerase 1 behoort aan polimerasefamilie A. |
| Polymerase 2 | Polymerase 2 behoort aan polimerasefamilie B. |
| Polymerase 3 | Polymerase 3 behoort aan polimerase-familie C. |
| Hooffunksie | |
| Polymerase 1 | Dit is verantwoordelik vir DNA-herstel en die verwydering van RNA-inleiders. |
| Polymerase 2 | Dit is verantwoordelik vir proeflees, getrouheid en verwerking van nuutgevormde DNA |
| Polymerase 3 | Dit is verantwoordelik vir DNA-polimerisasie |
Opsomming – DNA-polimerase 1 vs 2 vs 3
DNA-polimerase is 'n belangrike ensiemklas wat in alle lewende organismes voorkom. Die hooffunksie van DNA-polimerase is DNA-replikasie. Dit is in staat om nukleotiede saam te stel en nuwe komplementêre DNA vir bestaande DNA te sintetiseer. Hierdie ensiem bestaan in verskillende vorme wat wissel van vorm en grootte. DNA-polimerase 1, 2 en 3 is prokariotiese DNA-polimerases betrokke by DNA-replikasie. Pol 1 kataliseer die herstel van DNA-skade. Pol 2 kataliseer die getrouheid en prosessiwiteit van DNA-replikasie. Pol 3 kataliseer die 5' tot 3' DNA-polimerisasie.
