Galvenā atšķirība - Taq polimerāze pret DNS polimerāzi
DNS polimerāze ir enzīms, kas veido jaunu DNS no tā celtniecības blokiem (nukleotīdiem). Prokariotos un eikariotos ir sastopami dažāda veida DNS polimerāzes. DNS dublēšanās ir iespējama, pateicoties šo īpašo enzīmu klātbūtnei, un ģenētiskā informācija tiek nodota pēcnācējiem, iedarbojoties DNS polimerāzēm. Taq polimerāze ir īpašs DNS polimerāzes veids, kas ir termostabils un tiek plaši izmantots PCR. Taq polimerāze ir atrodama termofīlās baktērijās un attīrīta in vitro DNS replikācijā. Galvenā atšķirība starp Taq polimerāzi un DNS polimerāzi ir tā, ka Taq polimerāze var izturēt augstas temperatūras bez denaturēšanas, savukārt citas DNS polimerāzes denaturējas augstā temperatūrā (olb altumvielu noārdīšanās temperatūrā).
Kas ir Taq polimerāze?
Taq polimerāze (Taq DNS polimerāze) ir enzīms, ko izmanto DNS sintezēšanai in vitro ar PCR metodi. To ražo termofīlā baktērija Thermus aquaticus, kas dzīvo karstajos avotos un termiskās atverēs. Taq polimerāze ir termostabils enzīms, kas nesadalās augstā temperatūrā. Taq polimerāze tika attīrīta pirmo reizi un publicēta Chien et al. 1976. gadā. PCR tehnika tiek veikta ar Taq polimerāzes palīdzību, jo tā spēj izturēt augstu temperatūru un temperatūras svārstības PCR laikā. Taq polimerāze katalizē DNS sintēzi, ja ir primeri, nukleotīdi un vienpavedienu veidnes DNS. Ferments sastāv no viena polipeptīda, kura molekulmasa ir aptuveni 94 kDa. Taq polimerāze parāda savu optimālo aktivitāti 80 °C temperatūrā un pH diapazonā no 7 līdz 8 ar magnija jonu klātbūtni. Tam ir gan polimerāzes, gan eksonukleāzes aktivitāte. Enzīms sastāv no vienas polipeptīda ķēdes, un Taq polimerāzes gēns satur augstu G un C saturu (67.9%).
Termostable Taq polimerāze ļauj veikt PCR augstās temperatūrās, kas palielina praimeru specifiku un samazina nevēlamo PCR produktu (praimeru dimēru) veidošanos. Taq polimerāze arī novērš nepieciešamību pievienot jaunus enzīmus PCR reakcijai pēc katra PCR reakcijas cikla, jo tā spēj izturēt augstas temperatūras. Taq polimerāzes atklāšana ļāva PCR veikt vienā slēgtā mēģenē salīdzinoši vienkāršā iekārtā. Pateicoties šīm Taq polimerāzes īpašībām, PCR kļūst par populāru regulāri veiktu laboratorijas paņēmienu daudzās molekulārās bioloģijas analīzēs saistībā ar DNS analīzi.
Taq polimerāzi plaši izmanto molekulāri bioloģiskās tehnikās, un ir nepieciešama liela mēroga Taq polimerāzes ražošana. Tāpēc, izmantojot rekombinantās DNS tehnoloģiju un gēnu klonēšanu, gēns, kas kodē Taq DNS polimerāzi, tika klonēts un ekspresēts Escherichia coli. Tas ir ievērojami atvieglojis rekombinantās Taq polimerāzes ražošanu un samazinājis šī fermenta cenu adekvātai lietošanai.
1. attēls: Taq polimerāze
Kas ir DNS polimerāze?
DNS polimerāze ir enzīms, kas katalizē DNS sintēzi no nukleotīdiem. Tas ir visprecīzākais enzīms, kas atbild par genomu dublēšanu un ģenētiskās informācijas nodošanu pēcnācējiem. Šūnu dalīšanās laikā DNS polimerāze dublē visu savu DNS un nodod vienu kopiju katrai meitas šūnai. 1955. gadā Arturam Kornbergam E Coli tika atklāta DNS polimerāze. DNS polimerāzes funkcija ir atkarīga no vairākām prasībām; veidnes DNS, Mg+2 joni, visi četri deoksinukleotīdu veidi (dATP, dTTP, dCTP un d GTP) un īsa RNS secība (primer). DNS sintēzi veic DNS polimerāze virzienā no 5’ līdz 3’.
DNS polimerāzes var grupēt septiņās dažādās ģimenēs: A, B, C, D, X, Y un RT (reversā transkriptāze). Retrovīrusi kodē RT; neparasta DNS polimerāze, kurai nepieciešama RNS veidne DNS sintēzei. Prokariotos ir atrodami pieci dažādi DNS polimerāžu veidi dažādām lomām DNS replikācijā. DNS polimerāze 3 ir atbildīga par jaunās DNS virknes polimerizāciju. DNS polimerāze 1 ir atbildīga par DNS labošanu un lāpīšanu. DNS polimerāzes 2, 4 un 5 ir atbildīgas par DNS labošanu un korektūru. Eikariotos ir 15 atšķirīgi DNS polimerāžu veidi. Tajās ietilpst piecas lielas ģimenes.
2. attēls: DNS polimerāze
DNS polimerāzes izmanto gēnu klonēšanai, PCR, DNS sekvencēšanai, SNP noteikšanā, molekulārajā diagnostikā utt. Taq polimerāze ir viena veida DNS polimerāze, kas var izturēt augstu temperatūru un ir pieejama DNS sintēzei bez degradācijas.
Kāda ir atšķirība starp Taq polimerāzi un DNS polimerāzi?
Taq polimerāze pret DNS polimerāzi |
|
| Taq DNS polimerāze ir enzīms, kas veido DNS. Tas ir termostabils enzīms, kas atrodams termofilos | DNS polimerāze ir enzīms, kas atvieglo DNS replikāciju un ir atrodams gan prokariotu, gan eikariotu organismos. |
| Degradācija augstā temperatūrā | |
| Taq polimerāze ir aktīva augstā temperatūrā. | DNS polimerāzes sadalās proteīnu denaturējošās augstās temperatūrās. |
| Izmantot | |
| To plaši izmanto PCR | Taq polimerāze aizstāja DNS polimerāzi no coli, ko sākotnēji izmantoja PCR. |
Kopsavilkums - Taq polimerāze pret DNS polimerāzi
DNS polimerāzes ir fermenti, kas sintezē DNS no dezoksinukleotīdiem (DNS veidojošajiem blokiem), kad ir pieejama veidne un primeri. DNS polimerāzes ir nepieciešamas, lai šūnu DNS dublētu un šūnu dalīšanās laikā nonāktu identiskās meitas šūnās. DNS polimerāzes pievieno jaunus nukleotīdus praimera 3' galam un pagarina jaunās DNS virknes sintēzi 5' līdz 3' virzienā. Taq DNS polimerāze ir viens no DNS polimerāzes enzīmiem, kas ir ļoti noderīgs DNS amplifikācijas polimerāzes ķēdes reakcijas (PCR) metodē. E. coli DNS polimerāze 1 tika izmantota iepriekš PCR, bet komerciālā Taq polimerāze to aizstāja, jo tai bija augsta praimeru saistīšanās specifika paaugstinātā temperatūrā un lielāka vēlamā produkta iznākums ar mazāk nespecifisku amplifikācijas produktu. Šī ir atšķirība starp Taq polimerāzi un DNS polimerāzi.
