Ключова разлика – Taq полимераза срещу ДНК полимераза
ДНК полимеразата е ензим, който създава нова ДНК от нейните градивни елементи (нуклеотиди). При прокариотите и еукариотите се откриват различни видове ДНК полимерази. Дублирането на ДНК е възможно поради наличието на тези специални ензими и генетичната информация се предава на потомството чрез действието на ДНК полимеразите. Taq полимеразата е специален вид ДНК полимераза, която е термостабилна и се използва широко в PCR. Taq полимеразата се намира в термофилни бактерии и се пречиства при ин витро репликация на ДНК. Ключовата разлика между Taq полимеразата и ДНК полимеразата е, че Taq полимеразата може да издържи на високи температури без денатуриране, докато други ДНК полимерази денатурират при високи температури (при температури на разграждане на протеини).
Какво е Taq полимераза?
Taq полимераза (Taq ДНК полимераза) е ензим, използван за синтезиране на ДНК in vitro чрез PCR техника. Произвежда се от термофилната бактерия, наречена Thermus aquaticus, която живее в горещи извори и термални отвори. Taq полимеразата е термостабилен ензим, който не се разгражда при високи температури. Taq полимеразата беше пречистена за първи път и публикувана в Chien et al. през 1976 г. PCR техниката се извършва с помощта на Taq полимераза поради способността й да понася висока температура и температурни колебания по време на PCR. Taq полимеразата катализира синтеза на ДНК, когато има праймери, нуклеотиди и едноверижна матрична ДНК. Ензимът се състои от единичен полипептид с молекулно тегло приблизително 94 kDa. Taq полимеразата показва своята оптимална активност при 80 °C и при 7 – 8 pH диапазон с присъствието на магнезиеви йони. Има както полимеразна, така и екзонуклеазна активност. Ензимът е съставен от единична полипептидна верига и генът за Taq полимераза съдържа високо съдържание на G и C (67.9%).
Термостабилната Taq полимераза позволява извършването на PCR при високи температури, които повишават специфичността на праймерите и намаляват производството на нежелани PCR продукти (праймерни димери). Taq полимеразата също елиминира необходимостта от добавяне на нови ензими към PCR реакцията след всеки цикъл на PCR реакция поради способността й да издържа на високи температури. Откриването на Taq полимеразата позволи извършването на PCR в една затворена епруветка в сравнително проста машина. Благодарение на тези свойства на Taq полимеразата, PCR става популярна рутинно изпълнявана лабораторна техника в много молекулярно-биологични анализи, свързани с ДНК анализ.
Taq полимеразата се използва широко в молекулярно-биологичните техники и има нужда от широкомащабно производство на Taq полимераза. Следователно, използвайки рекомбинантна ДНК технология и генно клониране, генът, който кодира Taq ДНК полимеразата, е клониран и експресиран в Escherichia coli. Това значително улесни производството на рекомбинантна Taq полимераза и намали цената на този ензим за адекватно използване.
Фигура 1: Taq полимераза
Какво е ДНК полимераза?
ДНК полимеразата е ензим, който катализира синтеза на ДНК от нуклеотиди. Това е най-точният ензим, отговорен за дублирането на геноми и предаването на генетична информация на потомството. По време на деленето на клетката ДНК полимеразата дублира цялата си ДНК и предава едно копие на всяка дъщерна клетка. През 1955 г. Артър Корнберг открива ДНК полимераза в E Coli. Функцията на ДНК полимеразата зависи от няколко изисквания; матрична ДНК, Mg+2 йони, всичките четири типа дезоксинуклеотиди (dATP, dTTP, dCTP и d GTP) и кратка последователност от РНК (праймер). Синтезът на ДНК се извършва в посока от 5'към 3' от ДНК полимераза.
ДНК полимеразите могат да бъдат групирани в седем различни семейства: A, B, C, D, X, Y и RT (обратна транскриптаза). Ретровирусите кодират за RT; необичайна ДНК полимераза, която се нуждае от РНК шаблон за синтез на ДНК. Има пет различни вида ДНК полимерази, открити в прокариотите за различни роли в репликацията на ДНК. ДНК полимераза 3 е отговорна за полимеризацията на новата верига на ДНК. ДНК полимераза 1 е отговорна за възстановяването и залепването на ДНК. ДНК полимеразите 2, 4 и 5 са отговорни за поправката и корекцията на ДНК. При еукариотите има 15 различни вида ДНК полимерази. Те включват пет основни семейства.
Фигура 2: ДНК полимераза
ДНК полимеразите се използват при генно клониране, PCR, ДНК секвениране, откриване на SNP, молекулярна диагностика и др. Taq полимеразата е един вид ДНК полимераза, която може да понася високи температури и да бъде достъпна за синтез на ДНК без разграждане.
Каква е разликата между Taq полимераза и ДНК полимераза?
Taq полимераза срещу ДНК полимераза |
|
| Taq ДНК полимеразата е ензим, който създава ДНК. Това е термостабилен ензим, открит в термофилите | ДНК полимеразата е ензим, който улеснява репликацията на ДНК и се среща както в прокариотни, така и в еукариотни организми. |
| Разграждане при високи температури | |
| Taq полимеразата е активна при високи температури. | ДНК полимеразите се разграждат при денатуриращи протеини високи температури. |
| Използване | |
| Това се използва широко в PCR | Taq полимеразата замени ДНК полимеразата от коли, първоначално използвана в PCR. |
Обобщение – Taq полимераза срещу ДНК полимераза
ДНК полимеразите са ензимите, които синтезират ДНК от дезоксинуклеотиди (градивни елементи на ДНК), когато матрицата и праймерите са налични. ДНК полимеразите са необходими за дублиране на ДНК на клетките и преминаване в идентични дъщерни клетки по време на клетъчното делене. ДНК полимеразите добавят нови нуклеотиди към 3' края на праймера и удължават синтеза на новата ДНК верига в посока 5' към 3'. Taq ДНК полимеразата е един от ензимите на ДНК полимераза, който е много полезен при метода на полимеразна верижна реакция (PCR) за амплификация на ДНК. E. coli ДНК полимераза 1 беше използвана по-рано за PCR, но търговската Taq полимераза я измести поради високата си специфичност на свързване на праймера при повишени температури и производството на по-висок добив от желания продукт с по-малко неспецифичен продукт на амплификация. Това е разликата между Taq полимераза и ДНК полимераза.
