Forskel mellem DNA-polymerase 1 2 og 3

Nøgleforskel - DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3
 

DNA-polymerase er en speciel klede af enzymer, der er involveret i DNA-replikation af levende organismer. Genetisk information overføres fra en generation til den næste generation på grund af tilstedeværelsen af ​​dette enzym. Der er forskellige former for DNA-polymeraseenzym, der findes i eukaryoter og prokaryoter. DNA-polymerase 1, 2 og 3 findes kun i prokaryote organismer, og de spiller forskellige roller i DNA-replikation. Nøgleforskellen mellem DNA-polymerase 1 2 og 3 er hovedsagelig afhængig af hvert enzyms primære funktion. DNA-polymerase 3 er det vigtigste enzym, der katalyserer DNA-syntesen, mens DNA-polymerase 1 og 2 er involveret i DNA-reparation og korrekturlæsning.

INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er DNA-polymerase
3. Hvad er DNA-polymerase 1
4. Hvad er DNA-polymerase 2
5. Hvad er DNA-polymerase 3
6. Sammenligning side ved side - DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3
7. Resume

Hvad er DNA-polymerase?

DNA-duplikering er et must for at videregive genetisk information fra forælder til afkom. Dette lettes af et specielt enzym kaldet DNA-polymerase. DNA-polymerase kan defineres som et allestedsnærværende enzym, der katalyserer syntesen af ​​DNA komplementært til det eksisterende DNA i levende celler. Det blev først opdaget i E coli af Arthur Kornberg i 1955. DNA-replikation og -vedligeholdelse styres hovedsageligt af DNA-polymeraser i cellen. Opdagelse af DNA-polymeraser hjalp mange teknikker inden for molekylærbiologi. Det er det enzym, der kræves for at syntese nye DNA-strenge, der ligner det originale DNA fra organismerne fra nukleotider under mange molekylære biologiske teknikker, herunder PCR, genkloning, gensekvensbestemmelse, sygdomsdiagnose, genterapi, polymorfisme-analyse osv..

DNA-polymeraser findes i flere former, der adskiller sig fra form og størrelse. De tilhører flere familier: A, B, C, D, X, Y og RT. Prokaryotiske DNA-polymeraser er grupperet i fem forskellige kategorier, nemlig DNA-polymerase 1, DNA-polymerase 2, DNA-polymerase 3, DNA-polymerase 4 og DNA-polymerase 5. Eukaryote organismer har cirka femten forskellige DNA-polymeraser, nemlig polymerase β, λ, σ, μ, α , δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ og ν.

Figur 01: DNA-polymerase

Når man syntetiserer nyt DNA med DNA-polymerase, starter det fra 3'-enden og leder syntesen mod 5'-enden ved at tilføje nukleotider ad gangen, komplementær til skabelon-DNA'et. DNA-polymerase har brug for en forudgående eksisterende 3'-OH-gruppe for at initiere kædesyntesen og letter det lille DNA- eller RNA-fragment, der kaldes primer. DNA-polymerase læser skabelon-DNA'et og bevæger sig fra 3 'ende til 5' ende, hvilket gør en ny 5'-3 'DNA-streng.

Hvad er DNA-polymerase 1?

DNA-polymerase 1 (Pol 1) er et enzym, der findes i prokaryoter, der hjælper med bakteriel DNA-replikation. Det er den første type DNA-polymerase, der blev opdaget af Arthur Kornberg i 1956. Dette enzym er til stede i alle prokaryote organismer. Pol 1 er kodet af genet polA og er sammensat af 928 aminosyrer. Det har en 5 'til 3' exonuclease-aktivitet; det er således populært som et DNA-reparerende enzym snarere end et DNA-replikerende enzym. Det har også evnen til at katalysere flere polymerisationer inden frigørelse af skabelon-DNA og forbinde Okazaki-fragmenter ved at fylde nyt DNA og fjerne RNA-primere.

Pol 1 isoleret fra E coli blev i vid udstrækning anvendt i molekylære applikationer. Når først Taq Polymerase blev opdaget, erstattede den imidlertid E Coli Pol 1 i PCR-teknologi. Taq-polymerase er en slags en termostabil DNA-polymerase, der tilhører Pol 1.

Figur 02: DNA-polymerase 1

Hvad er DNA Polymerase 2?

DNA-polymerase 2 (Pol 2) er et prokaryot enzym, der katalyserer DNA-replikationen. Det hører til polymerase B-familien og kodes af genen polB. Det blev først opdaget fra E coli af Thomas Kornberg i 1970. Pol 2 er et kugleprotein sammensat af 783 aminosyrer. Det har både 3 'til 5' exonuclease-aktivitet og 5 'til 3' polymeraseaktivitet. Det interagerer med DNA-polymerase 3-enzymer for at opretholde troskab og processivitet af DNA-replikation. Pol 2 har også evnen til at korrekturlæse det nyligt syntetiserede DNA for nøjagtighed.

Figur 03: DNA-polymerase 2

Hvad er DNA-polymerase 3?

DNA-polymerase 3 (Pol 3) er det vigtigste enzym, der katalyserer DNA-replikationen i prokaryoter. Det hører til familie C-polymerasen og kodes af genet polC. Det blev opdaget af Thomas Kornberg i 1970. Pol 3 er en komponent i replikationsgaffel og kan tilføje 1000 nukleotider pr. Sekund til den nyligt polymeriserende DNA-streng.

Pol 3 er et holoenzym sammensat af ti forskellige proteiner og har tre funktionelle molekyler, nemlig α, ε og θ. Tre funktionelle molekyler af Pol 3 er separat ansvarlige for tre virkninger af enzymet. A-underenheden styrer polymerisationen af ​​DNA, mens e administrerer exonuclease-korrekturaktiviteten af ​​pol 3-enzymet. Underenheden helps hjælper ε underenheden til korrekturlæsning.

Figur 04: Underenheder af DNA-polymerase 3

Hvad er forskellen mellem DNA Polymerase 1 og 2 og 3?

DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3
Polymerase 1	Polymerase 1 er sammensat af 928 aminosyrer.
Polymerase 2	Polymerase 2 er sammensat af 783 aminosyrer.
Polymerase 3	Polymerase 3 er et holoenzym sammensat af ti proteiner arrangeret i tre funktionelle underenheder.
Familie
Polymerase 1	Polymerase 1 tilhører polymerase-familie A.
Polymerase 2	Polymerase 2 tilhører polymerasefamilie B.
Polymerase 3	Polymerase 3 tilhører polymerase-familie C.
Hovedfunktion
Polymerase 1	Dette er ansvarligt for DNA-reparation og fjernelse af RNA-primere.
Polymerase 2	Dette er ansvarligt for korrekturlæsning, troværdighed og processivitet af nydannet DNA
Polymerase 3	Dette er ansvarlig for DNA-polymerisation

Resume - DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3

DNA-polymerase er en vigtig enzymklasse, der findes i alle levende organismer. DNA-polymerasens vigtigste funktion er DNA-replikation. Det er i stand til at samle nukleotider og syntetisere nyt komplementært DNA til eksisterende DNA. Dette enzym findes i forskellige former, der varierer fra form og størrelse. DNA-polymerase 1, 2 og 3 er prokaryote DNA-polymeraser involveret i DNA-replikation. Pol 1 katalyserer reparation af DNA-skader. Pol 2 katalyserer pålideligheden og processiviteten af ​​DNA-replikation. Pol 3 katalyserer 5'- til 3'-DNA-polymerisationen.

Reference:
1. Lehman, I. R. “Opdagelse af DNA-polymerase.” Tidsskrift for biologisk kemi. N.p., 12. september 2003. Web. 06 mar. 2017
2. Gardner, Andrew F. og Zvi Kelman. "DNA-polymeraser i bioteknologi." Frontiers. Frontiers, 13. november 2014. Web. 06 mar. 2017
3. Garcia-Diaz, Miguel og Katarzyna Bebenek. “Flere funktioner af DNA-polymeraser.” Kritiske anmeldelser inden for plantevidenskab. U.S. National Library of Medicine, mar. 2007. Web. 06 mar. 2017

Billede høflighed:
1. “DNA-polymerase” Di Yikrazuul - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “PolymeraseDomains” af (ukendt) “Månedens molekyle”, marts 2000 - Protein Data Bank (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. “Pol2-struktur (Baseret på 35 km)” Af Sbandeka - Eget arbejde (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
4. “DNA-polymerase III (med underenheder)” Af Alepopoli - Eget arbejde (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia