Fő különbség – Taq-polimeráz vs DNS-polimeráz
A DNS polimeráz egy olyan enzim, amely új DNS-t hoz létre építőköveiből (nukleotidjaiból). A prokariótákban és eukariótákban különböző típusú DNS-polimerázok találhatók. Ezen speciális enzimek jelenléte miatt a DNS megkettőződése megvalósítható, és a genetikai információ a DNS polimerázok hatására jut el az utódokhoz. A Taq polimeráz a DNS polimeráz egy speciális típusa, amely hőstabil és széles körben használatos a PCR-ben. A Taq polimeráz termofil baktériumokban található, és in vitro DNS-replikációban megtisztul. A legfontosabb különbség a Taq polimeráz és a DNS polimeráz között az, hogy a Taq polimeráz denaturálás nélkül képes ellenállni a magas hőmérsékletnek, míg más DNS polimerázok magas hőmérsékleten (fehérjebontó hőmérsékleten) denaturálódnak.
Mi az a Taq polimeráz?
A Taq polimeráz (Taq DNS polimeráz) egy enzim, amelyet DNS in vitro szintetizálására használnak PCR technikával. A Thermus aquaticus nevű termofil baktérium termeli, amely meleg forrásokban és termálvízcsatornákban él. A Taq polimeráz egy hőstabil enzim, amely nem bomlik le magas hőmérsékleten. A Taq polimerázt először tisztították, és Chien et al. 1976-ban. A PCR technikát Taq polimeráz segítségével hajtják végre, mivel képes tolerálni a magas hőmérsékletet és a hőmérséklet-ingadozásokat a PCR során. A Taq polimeráz katalizálja a DNS szintézist, ha vannak primerek, nukleotidok és egyszálú templát DNS. Az enzim egyetlen polipeptidből áll, amelynek molekulatömege körülbelül 94 kDa. A Taq polimeráz optimális aktivitását 80 °C-on és 7-8 pH-tartományban mutatja magnéziumionok jelenlétében. Polimeráz és exonukleáz aktivitással is rendelkezik. Az enzim egyetlen polipeptidláncból áll, és a Taq polimeráz génje magas G- és C-tartalmat tartalmaz (67.9%).
A hőstabil Taq polimeráz lehetővé teszi a PCR magas hőmérsékleten történő végrehajtását, ami növeli a primerek specifitását és csökkenti a nem kívánt PCR termékek (primer dimerek) képződését. A Taq polimeráz emellett szükségtelenné teszi új enzimek hozzáadását a PCR reakcióhoz minden egyes PCR reakcióciklus után, mivel képes ellenállni a magas hőmérsékletnek. A Taq polimeráz felfedezése lehetővé tette, hogy a PCR egyetlen zárt csőben is működjön egy viszonylag egyszerű gépben. A Taq polimeráz ezen tulajdonságainak köszönhetően a PCR népszerű, rutinszerűen elvégzett laboratóriumi technikává válik számos DNS-elemzéssel kapcsolatos molekuláris biológiai elemzésben.
A Taq polimerázt széles körben használják molekuláris biológiai technikákban, és szükség van a Taq polimeráz nagyléptékű előállítására. Ezért a rekombináns DNS technológia és a génklónozás segítségével a Taq DNS polimerázt kódoló gént Escherichia coliban klónozták és expresszálták. Ez nagymértékben megkönnyítette a rekombináns Taq polimeráz előállítását, és csökkentette ennek az enzimnek az árát a megfelelő használat érdekében.
1. ábra: Taq polimeráz
Mi az a DNS-polimeráz?
A DNS polimeráz egy olyan enzim, amely katalizálja a DNS szintézisét nukleotidokból. Ez a legpontosabb enzim, amely felelős a genomok megkettőzéséért és a genetikai információk utódoknak való átadásáért. A sejtosztódás során a DNS-polimeráz megkettőzi az összes DNS-ét, és minden leánysejtnek egy másolatot ad át. 1955-ben Arthur Kornberg felfedezte a DNS-polimerázt E Coli-ban. A DNS-polimeráz funkciója számos követelménytől függ; templát DNS, Mg+2 ionok, mind a négy típusú dezoxinukleotid (dATP, dTTP, dCTP és d GTP), valamint egy rövid RNS-szekvencia (primer). A DNS szintézisét 5’-3’ irányban a DNS polimeráz végzi.
A DNS polimerázok hét különböző családba sorolhatók: A, B, C, D, X, Y és RT (reverz transzkriptáz). A retrovírusok RT-t kódolnak; egy szokatlan DNS-polimeráz, amelynek RNS-templátra van szüksége a DNS-szintézishez. A prokariótákban öt különböző típusú DNS-polimeráz található, amelyek különböző szerepet töltenek be a DNS-replikációban. A DNS-polimeráz 3 felelős az új DNS-szál polimerizációjáért. A DNS-polimeráz 1 felelős a DNS javításáért és foltozásáért. A 2-es, 4-es és 5-ös DNS-polimerázok felelősek a DNS javításáért és lektorálásáért. Az eukariótákban 15 különböző típusú DNS-polimeráz létezik. Öt nagy családot foglal magában.
2. ábra: DNS-polimeráz
A DNS-polimerázokat génklónozásban, PCR-ben, DNS-szekvenálásban, SNP-detektálásban, molekuláris diagnosztikában stb. használják. A Taq-polimeráz a DNS-polimeráz egyik fajtája, amely elviseli a magas hőmérsékletet, és degradáció nélkül elérhető a DNS-szintézishez.
Mi a különbség a Taq polimeráz és a DNS-polimeráz között?
Taq-polimeráz vs DNS-polimeráz |
|
| A Taq DNS polimeráz egy DNS-t létrehozó enzim. Ez egy hőstabil enzim, amely a termofilekben található | A DNS-polimeráz egy olyan enzim, amely elősegíti a DNS-replikációt, és mind a prokarióta, mind az eukarióta szervezetekben megtalálható. |
| Lebomlás magas hőmérsékleten | |
| A Taq polimeráz magas hőmérsékleten aktív. | A DNS-polimerázok lebomlanak a fehérjéket denaturáló magas hőmérsékleten. |
| Használj | |
| Ezt széles körben használják a PCR-ben | A Taq polimeráz felváltotta a PCR-ben eredetileg használt coli DNS-polimerázt. |
Összefoglaló – Taq-polimeráz vs DNS-polimeráz
A DNS polimerázok azok az enzimek, amelyek DNS-t szintetizálnak dezoxinukleotidokból (a DNS építőköveiből), ha a templát és a primerek rendelkezésre állnak. A DNS-polimerázok szükségesek a sejtek DNS-ének megkettőzéséhez, és a sejtosztódás során azonos leánysejtekbe való átjutáshoz. A DNS-polimerázok új nukleotidokat adnak a primer 3’-végéhez, és meghosszabbítják az új DNS-szál szintézisét 5’-3’ irányba. A Taq DNS polimeráz egy olyan DNS polimeráz enzim, amely nagyon hasznos a polimeráz láncreakció (PCR) DNS-amplifikációs módszerében. Az E. coli DNS polimeráz 1-et korábban használták PCR-hez, de a kereskedelmi Taq polimeráz kiszorította azt, mivel magas hőmérsékleten magas specifitású primer kötődik, és nagyobb hozamot eredményezett a kívánt termékből, kevésbé nem specifikus amplifikációs termékkel. Ez a különbség a Taq polimeráz és a DNS-polimeráz között.
