Ключова разлика – ДНК лигаза срещу ДНК полимераза
ДНК лигаза и ДНК полимераза са важни ензими, участващи в репликацията на ДНК и механизмите за възстановяване на ДНК на организмите. ДНК лигазата е отговорна за свързването на ДНК фрагменти чрез катализиране на образуването на фосфодиестерни връзки между нуклеотидите. ДНК полимеразата е отговорна за синтеза на ДНК от нейните градивни елементи (нуклеотиди), използвайки матрична ДНК. Това е ключовата разлика между ДНК лигаза и ДНК полимераза.
Какво е ДНК лигаза?
ДНК лигазата е ензим, който катализира образуването на фосфодиестерна връзка между 3’ – OH и 5’- PO4 групи от нуклеотиди и улеснява свързването на ДНК фрагменти. Известен е също като молекулярен шев. Тази способност позволява запълването на празнините или прорезите на ДНК и свързването на фрагменти на Okazaki, образувани по време на репликацията на ДНК. ДНК лигазите са много полезни в рекомбинантната ДНК технология за производството на рекомбинантни ДНК молекули. ДНК лигаза свързва интересната ДНК с векторна ДНК. Следователно той е важен ензим за организмите.
Ензимът
ДНК лигаза зависи от кофактор и Mg2+ йони за своята функция. Има два кофактора, които помагат в ДНК лигазите. NAD+ действа като кофактор за бактериални ДНК лигази, докато ATP често действа като кофактор на вирусни и еукариотни ДНК лигази. Действието на еукариотната ДНК лигаза завършва чрез три основни стъпки.
Стъпка 01. ДНК лигазата атакува ATP молекулата и освобождава пирофосфат (две фосфатни групи) и AMP и образува междинно съединение лигаза-аденилат чрез ковалентно свързване с получения AMP.
Стъпка 02: Образуваният ензимен AMP междинен продукт прехвърля AMP към 5' фосфата на ника и образува ДНК – аденилат (5'-фосфатният кислород на ДНК веригата атакува фосфора на лигаза-аденилатния междинен продукт).йени
Стъпка 03: ДНК лигазата катализира атаката на 3'-OH на ника върху ДНК-аденилата, за да се присъедини към полинуклеотидите и освобождава AMP.
ДНК лигазите обикновено се изолират от Т4 бактериофаг и се използват широко в рекомбинантната ДНК технология.
Фигура 01: ДНК лигаза при възстановяване на ник
Какво е ДНК полимераза?
ДНК полимеразата е повсеместен ензим, присъстващ във всички организми, участващи в синтеза на ДНК и репликацията на генома. Генетичната информация преминава от родител към потомство с помощта на ДНК полимерази. Той катализира синтеза на нова ДНК, допълваща съществуващата ДНК. ДНК полимеразата добавя нуклеотиди (градивни елементи на нуклеинови киселини) към 3’-ОН групата на праймерната последователност и продължава образуването на веригата в посока 5’. Повечето от ДНК полимеразите имат 5' до 3' полимеразна активност и 3' до 5' екзонуклеазна активност за корекция.
Прокариотните ДНК полимерази са описани в пет основни групи. Еукариотите съдържат най-малко 16 различни ДНК полимерази. Всички тези ДНК полимерази са групирани в седем семейства, а именно A, B, C, D, X, Y и RT (обратна транскриптаза).
Фигура 02: ДНК репликация, управлявана от ДНК полимераза
Каква е разликата между ДНК лигаза и ДНК полимераза?
ДНК лигаза срещу ДНК полимераза |
|
| ДНК лигазата е ензим, който катализира образуването на фосфодиестерни връзки между нуклеотидите и свързва ДНК фрагментите заедно. | ДНК полимеразата е ензим, който катализира синтеза на ДНК с помощта на нуклеотиди. |
| Роля в репликацията на ДНК | |
| ДНК лигазата е допълнителен ензим в репликацията на ДНК, който свързва фрагменти на Okazaki. | ДНК полимеразата е основният ензим в репликацията на ДНК. |
| Изисквания | |
| Зависи от Mg2+ йони и ATP/NAD+ кофактори | Зависи от шаблон, нуклеотиди, праймери и Mg2+. |
| Функции | |
| ДНК лигазата е важна за рекомбинацията на ДНК, възстановяването на ДНК и репликацията на ДНК. | ДНК полимеразата е важна за репликацията на ДНК, възстановяването на ДНК и технологията за рекомбинация на ДНК. |
Обобщение – ДНК лигаза срещу ДНК полимераза
ДНК лигазата е важен ензим, който е необходим за свързване на ДНК фрагменти чрез фосфодиестерни връзки. ДНК полимеразата е основният ензим, важен за синтеза на нова ДНК. Ключовата разлика между ДНК лигаза и ДНК полимераза е тяхната функция. И двата ензима обаче са от съществено значение за възстановяването на ДНК, репликацията на ДНК и рекомбинантната ДНК технология.
