Pagrindinis skirtumas – DNR polimerazė 1 prieš 2 prieš 3
DNR polimerazė yra specialus fermentų, dalyvaujančių gyvų organizmų DNR replikacijoje, grupė. Dėl šio fermento buvimo genetinė informacija perduodama iš kartos į kitą kartą. Eukariotuose ir prokariotuose yra įvairių DNR polimerazės fermentų formų. DNR polimerazės 1, 2 ir 3 randamos tik prokariotiniuose organizmuose ir atlieka skirtingus DNR replikacijos vaidmenis. Pagrindinis skirtumas tarp DNR polimerazės 1 2 ir 3 daugiausia priklauso nuo pagrindinės kiekvieno fermento funkcijos. DNR polimerazė 3 yra pagrindinis fermentas, katalizuojantis DNR sintezę, o DNR polimerazė 1 ir 2 dalyvauja DNR taisyme ir korektūroje.
Kas yra DNR polimerazė?
DNR dubliavimas yra būtinas norint perduoti genetinę informaciją iš tėvų palikuonims. Tai palengvina specialus fermentas, vadinamas DNR polimeraze. DNR polimerazę galima apibrėžti kaip visur esantį fermentą, kuris katalizuoja DNR sintezę, papildančią esamą DNR gyvose ląstelėse. Pirmą kartą E coli jį atrado Arthuras Kornbergas 1955 m. DNR replikaciją ir palaikymą daugiausia lemia ląstelėje esančios DNR polimerazės. DNR polimerazių atradimas padėjo daugeliui molekulinės biologijos metodų. Tai fermentas, reikalingas naujoms DNR grandinėms, panašioms į pirminę organizmų DNR, iš nukleotidų sintetinti naudojant daugelį molekulinės biologijos metodų, įskaitant PGR, genų klonavimą, genų sekos nustatymą, ligų diagnozę, genų terapiją, polimorfizmo analizę ir kt.
DNR polimerazės egzistuoja įvairiomis formomis, kurios skiriasi nuo formos ir dydžio. Jie priklauso kelioms šeimoms: A, B, C, D, X, Y ir RT. Prokariotinės DNR polimerazės yra suskirstytos į penkias skirtingas kategorijas, būtent: DNR polimerazę 1, DNR polimerazę 2, DNR polimerazę 3, DNR polimerazę 4 ir DNR polimerazę 5. Eukariotiniai organizmai turi maždaug penkiolika skirtingų DNR polimerazių, būtent polimerazės β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ ir ν.
01 pav.: DNR polimerazė
Sintetinant naują DNR naudojant DNR polimerazę, ji pradedama nuo 3' galo ir nukreipia sintezę link 5' galo, vienu metu pridedant nukleotidų, kurie papildo šabloninę DNR. DNR polimerazei reikia jau esančios 3' OH grupės, kad inicijuotų grandinės sintezę, ir ją palengvina mažas DNR arba RNR fragmentas, vadinamas pradmeniu. DNR polimerazė nuskaito šabloninę DNR ir pereina iš 3 colių galo į 5 colių galą, sudarydama naują 5–3 colių DNR grandinę.
Kas yra DNR polimerazė 1?
DNR polimerazė 1 (Pol 1) yra prokariotuose randamas fermentas, padedantis bakterijų DNR replikacijai. Tai pirmasis DNR polimerazės tipas, kurį 1956 m. atrado Arthuras Kornbergas. Šio fermento yra visuose prokariotiniuose organizmuose. Pol 1 koduoja genas polA ir susideda iš 928 aminorūgščių. Jis turi nuo 5’ iki 3’ egzonukleazės aktyvumą; todėl jis yra populiarus kaip DNR atkuriantis fermentas, o ne DNR replikuojantis fermentas. Jis taip pat turi galimybę katalizuoti daugybę polimerizacijų prieš išleidžiant šabloninę DNR ir sujungiant Okazaki fragmentus užpildant naują DNR ir pašalinant RNR pradmenis.
Iš E Coli išskirtas Pol 1 buvo plačiai naudojamas molekulinėse srityse. Tačiau kai buvo atrasta Taq Polymerase, ji pakeitė E Coli Pol 1 PGR technologijoje. Taq polimerazė yra termostabili DNR polimerazė, priklausanti Pol 1.
02 pav.: DNR polimerazė 1
Kas yra DNR polimerazė 2?
DNR polimerazė 2 (Pol 2) yra prokariotinis fermentas, katalizuojantis DNR replikaciją. Jis priklauso polimerazės B šeimai ir yra užkoduotas gen polB. Pirmą kartą jį iš E Coli atrado Thomas Kornbergas 1970 m. Pol 2 yra rutulinis b altymas, sudarytas iš 783 aminorūgščių. Jis turi ir 3’–5’ egzonukleazės aktyvumą, ir 5’–3’ polimerazės aktyvumą. Jis sąveikauja su DNR polimerazės 3 fermentais, kad išlaikytų DNR replikacijos tikslumą ir procesiškumą. „Pol 2“taip pat turi galimybę patikrinti naujai susintetintą DNR, kad būtų tikslumas.
03 pav.: DNR polimerazė 2
Kas yra DNR polimerazė 3?
DNR polimerazė 3 (Pol 3) yra pagrindinis fermentas, katalizuojantis DNR replikaciją prokariotuose. Jis priklauso C polimerazių šeimai ir yra užkoduotas geno polC. Jį 1970 m. atrado Thomas Kornberg. Pol 3 yra replikacijos šakutės komponentas ir gali pridėti 1000 nukleotidų per sekundę į naujai polimerizuojančią DNR grandinę.
Pol 3 yra holofermentas, sudarytas iš dešimties skirtingų b altymų ir turintis tris funkcines molekules, būtent α, ε ir θ. Trys funkcinės Pol 3 molekulės yra atskirai atsakingos už tris fermento veiksmus. α subvienetas valdo DNR polimerizaciją, o ε valdo pol 3 fermento egzonukleazės korektūros aktyvumą. θ subvienetas padeda ε subvienetui atlikti korektūrą.
04 pav.: DNR polimerazės 3 subvienetai
Kuo skiriasi DNR polimerazė 1 ir 2 bei 3?
DNR polimerazė 1 prieš 2 prieš 3 |
|
| Polymerase 1 | Polymerase 1 sudaro 928 aminorūgštys. |
| Polymerase 2 | Polymerase 2 sudaro 783 aminorūgštys. |
| Polymerase 3 | Polymerase 3 yra holofermentas, sudarytas iš dešimties b altymų, suskirstytų į tris funkcinius subvienetus. |
| Šeima | |
| Polymerase 1 | Polymerase 1 priklauso polimerazių šeimai A. |
| Polymerase 2 | Polymerase 2 priklauso polimerazių šeimai B. |
| Polymerase 3 | Polymerase 3 priklauso polimerazių šeimai C. |
| Pagrindinė funkcija | |
| Polymerase 1 | Jis yra atsakingas už DNR atstatymą ir RNR pradmenų pašalinimą. |
| Polymerase 2 | Jis yra atsakingas už naujai suformuotos DNR korektūrą, ištikimybę ir procesiškumą |
| Polymerase 3 | Tai atsakinga už DNR polimerizaciją |
Santrauka – DNR polimerazė 1 prieš 2 prieš 3
DNR polimerazė yra svarbi fermentų klasė, randama visuose gyvuose organizmuose. Pagrindinė DNR polimerazės funkcija yra DNR replikacija. Jis gali surinkti nukleotidus ir susintetinti naują DNR esamai DNR. Šis fermentas egzistuoja įvairiomis formomis, kurios skiriasi nuo formos ir dydžio. DNR polimerazės 1, 2 ir 3 yra prokariotinės DNR polimerazės, dalyvaujančios DNR replikacijoje. Pol 1 katalizuoja DNR pažeidimų taisymą. Pol 2 katalizuoja DNR replikacijos tikslumą ir procesiškumą. Pol 3 katalizuoja 5–3 colių DNR polimerizaciją.
