Βασική διαφορά – Taq Polymerase vs DNA Polymerase
Η DNA πολυμεράση είναι ένα ένζυμο που δημιουργεί νέο DNA από τα δομικά στοιχεία της (νουκλεοτίδια). Σε προκαρυώτες και ευκαρυώτες, βρίσκονται διαφορετικοί τύποι πολυμερασών DNA. Ο διπλασιασμός του DNA είναι εφικτός λόγω της παρουσίας αυτών των ειδικών ενζύμων και η γενετική πληροφορία μεταβιβάζεται στους απογόνους με τη δράση των πολυμερασών του DNA. Η πολυμεράση Taq είναι ένας ειδικός τύπος DNA πολυμεράσης που είναι θερμοσταθερός και χρησιμοποιείται ευρέως στην PCR. Η πολυμεράση Taq βρίσκεται σε θερμόφιλα βακτήρια και καθαρίζεται στην in vitro αντιγραφή του DNA. Η βασική διαφορά μεταξύ της πολυμεράσης Taq και της πολυμεράσης DNA είναι ότι η πολυμεράση Taq μπορεί να αντέξει σε υψηλές θερμοκρασίες χωρίς μετουσίωση ενώ άλλες πολυμεράσες DNA μετουσιώνονται σε υψηλές θερμοκρασίες (σε θερμοκρασίες αποικοδόμησης πρωτεΐνης).
Τι είναι η πολυμεράση Taq;
Η Taq πολυμεράση (Taq DNA polymerase) είναι ένα ένζυμο που χρησιμοποιείται για τη σύνθεση DNA in vitro με τεχνική PCR. Παράγεται από το θερμόφιλο βακτήριο που ονομάζεται Thermus aquaticus που ζει σε θερμές πηγές και θερμικούς αεραγωγούς. Η πολυμεράση Taq είναι ένα θερμοσταθερό ένζυμο που δεν αποικοδομείται σε υψηλές θερμοκρασίες. Η πολυμεράση Taq καθαρίστηκε για πρώτη φορά και δημοσιεύτηκε στο Chien et al. το 1976. Η τεχνική PCR πραγματοποιείται με τη βοήθεια της πολυμεράσης Taq λόγω της ικανότητάς της να ανέχεται υψηλές θερμοκρασιακές και θερμοκρασιακές διακυμάνσεις κατά τη διάρκεια της PCR. Η πολυμεράση Taq καταλύει τη σύνθεση του DNA όταν υπάρχουν εκκινητές, νουκλεοτίδια και το μονόκλωνο πρότυπο DNA. Το ένζυμο αποτελείται από ένα μόνο πολυπεπτίδιο με μοριακό βάρος περίπου 94 kDa. Η πολυμεράση Taq δείχνει τη βέλτιστη δράση της στους 80 °C και στο εύρος pH 7 – 8 με την παρουσία ιόντων μαγνησίου. Έχει δράση τόσο πολυμεράσης όσο και εξωνουκλεάσης. Το ένζυμο αποτελείται από μια μοναδική πολυπεπτιδική αλυσίδα και το γονίδιο για την πολυμεράση Taq περιέχει υψηλή περιεκτικότητα σε G και C (67.9%).
Η Η θερμοσταθερή πολυμεράση Taq επιτρέπει την εκτέλεση PCR σε υψηλές θερμοκρασίες που αυξάνουν την ειδικότητα των εκκινητών και τη μείωση της παραγωγής ανεπιθύμητων προϊόντων PCR (διμερή εκκινητών). Η πολυμεράση Taq εξαλείφει επίσης την ανάγκη προσθήκης νέων ενζύμων στην αντίδραση PCR μετά από κάθε κύκλο αντίδρασης PCR λόγω της ικανότητάς της να αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες. Η ανακάλυψη της πολυμεράσης Taq επέτρεψε στην PCR να εκτελεστεί σε έναν μόνο κλειστό σωλήνα σε ένα σχετικά απλό μηχάνημα. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων της πολυμεράσης Taq, η PCR γίνεται μια δημοφιλής εργαστηριακή τεχνική ρουτίνας σε πολλές αναλύσεις μοριακής βιολογίας σχετικά με την ανάλυση DNA.
Η Taq πολυμεράση χρησιμοποιείται ευρέως σε μοριακές βιολογικές τεχνικές και υπάρχει ανάγκη για μεγάλης κλίμακας παραγωγή πολυμεράσης Taq. Επομένως, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA και την κλωνοποίηση γονιδίων, το γονίδιο που κωδικοποιούσε την πολυμεράση DNA Taq είχε κλωνοποιηθεί και εκφραστεί σε Escherichia coli. Αυτό έχει διευκολύνει πολύ την παραγωγή ανασυνδυασμένης πολυμεράσης Taq και μείωσε την τιμή αυτού του ενζύμου για επαρκή χρήση.
Εικόνα 1: Taq Polymerase
Τι είναι η πολυμεράση DNA;
Η
DNA πολυμεράση είναι ένα ένζυμο που καταλύει τη σύνθεση DNA από νουκλεοτίδια. Είναι το πιο ακριβές ένζυμο που είναι υπεύθυνο για τον διπλασιασμό των γονιδιωμάτων και τη μετάδοση γενετικών πληροφοριών στους απογόνους. Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης, η πολυμεράση DNA αντιγράφει όλο το DNA της και περνά ένα αντίγραφο σε κάθε θυγατρικό κύτταρο. Το 1955, ο Arthur Kornberg ανακαλύφθηκε DNA πολυμεράση στο E Coli. Η λειτουργία της DNA πολυμεράσης εξαρτάται από πολλές απαιτήσεις. πρότυπο DNA, Mg+2 ιόντα, και οι τέσσερις τύποι δεοξυνουκλεοτιδίων (dATP, dTTP, dCTP και d GTP) και μια σύντομη αλληλουχία RNA (εκκινητής). Η σύνθεση του DNA γίνεται προς την κατεύθυνση 5' προς 3' με DNA πολυμεράση.
Οι Οι πολυμεράσες DNA μπορούν να ομαδοποιηθούν σε επτά διαφορετικές οικογένειες: A, B, C, D, X, Y και RT (Αντίστροφη μεταγραφάση). Οι ρετροϊοί κωδικοποιούν για RT. μια ασυνήθιστη πολυμεράση DNA που χρειάζεται ένα πρότυπο RNA για τη σύνθεση DNA. Υπάρχουν πέντε διαφορετικοί τύποι πολυμερασών DNA που βρίσκονται στα προκαρυωτικά για διαφορετικούς ρόλους στην αντιγραφή του DNA. Η DNA πολυμεράση 3 είναι υπεύθυνη για τον πολυμερισμό του νέου κλώνου του DNA. Η DNA πολυμεράση 1 είναι υπεύθυνη για την επιδιόρθωση και την επιδιόρθωση του DNA. Οι DNA πολυμεράσες 2, 4 και 5 είναι υπεύθυνες για την επιδιόρθωση και τη διόρθωση του DNA. Στους ευκαρυώτες, υπάρχουν 15 διαφορετικοί τύποι πολυμερασών DNA. Περιλαμβάνουν πέντε μεγάλες οικογένειες.
Εικόνα 2: DNA Πολυμεράση
Οι πολυμεράσες DNA χρησιμοποιούνται στην κλωνοποίηση γονιδίων, την PCR, τον προσδιορισμό αλληλουχίας DNA, την ανίχνευση SNP, τη μοριακή διάγνωση κ.λπ. Η πολυμεράση Taq είναι ένα είδος πολυμεράσης DNA που μπορεί να ανεχθεί υψηλές θερμοκρασίες και να είναι διαθέσιμη για σύνθεση DNA χωρίς αποικοδόμηση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της πολυμεράσης Taq και της πολυμεράσης DNA;
Taq Polymerase vs DNA Polymerase |
|
| Taq DNA πολυμεράση είναι ένα ένζυμο που δημιουργεί DNA. Είναι ένα θερμοσταθερό ένζυμο που βρίσκεται στα θερμόφιλα | Η DNA πολυμεράση είναι ένα ένζυμο που διευκολύνει την αντιγραφή του DNA και βρίσκεται τόσο σε προκαρυωτικούς όσο και σε ευκαρυωτικούς οργανισμούς. |
| Υποβάθμιση σε υψηλές θερμοκρασίες | |
| Η πολυμεράση Taq είναι ενεργή σε υψηλές θερμοκρασίες. | Οι πολυμεράσες DNA αποικοδομούνται σε υψηλές θερμοκρασίες που μετουσιώνουν τις πρωτεΐνες. |
| Χρήση | |
| Αυτό χρησιμοποιείται ευρέως στην PCR | Η Taq πολυμεράση αντικατέστησε την πολυμεράση DNA από coli που χρησιμοποιήθηκε αρχικά στην PCR. |
Σύνοψη – Taq Polymerase vs DNA Polymerase
Οι DNA πολυμεράσες είναι τα ένζυμα που συνθέτουν DNA από δεοξυνουκλεοτίδια (δομικά στοιχεία του DNA) όταν το εκμαγείο και οι εκκινητές είναι διαθέσιμα. Οι πολυμεράσες DNA απαιτούνται για να αντιγράψουν το DNA των κυττάρων και να περάσουν σε πανομοιότυπα θυγατρικά κύτταρα κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης. Οι πολυμεράσες DNA προσθέτουν νέα νουκλεοτίδια στο 3' άκρο του εκκινητή και επιμηκύνουν τη σύνθεση του νέου κλώνου DNA σε κατεύθυνση 5' προς 3'. Η Taq DNA πολυμεράση είναι ένα από ένα ένζυμο πολυμεράσης DNA που είναι πολύ χρήσιμο στη μέθοδο ενίσχυσης DNA της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR). Η πολυμεράση 1 DNA του E. coli χρησιμοποιήθηκε νωρίτερα για PCR, αλλά η εμπορική πολυμεράση Taq την αντικατέστησε λόγω της υψηλής της ειδικότητας σύνδεσης εκκινητών σε υψηλές θερμοκρασίες και παραγωγής υψηλότερης απόδοσης του επιθυμητού προϊόντος με λιγότερο μη ειδικό προϊόν ενίσχυσης. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της πολυμεράσης Taq και της πολυμεράσης DNA.
