Skillnad mellan DNA-polymeras 1 2 och 3

Huvudskillnad - DNA-polymeras 1 vs 2 vs 3
 

DNA-polymeras är en speciell klade av enzymer som är involverade i DNA-replikering av levande organismer. Genetisk information överförs från en generation till nästa generation på grund av närvaron av detta enzym. Det finns olika former av DNA-polymerasenzym som finns i eukaryoter och prokaryoter. DNA-polymeras 1, 2 och 3 finns endast i prokaryota organismer, och de spelar olika roller i DNA-replikation. Nyckelförskjutningen mellan DNA-polymeras 1 2 och 3 är huvudsakligen beroende av varje enzyms primära funktion. DNA-polymeras 3 är det huvudsakliga enzymet som katalyserar DNA-syntesen, medan DNA-polymeras 1 och 2 är involverade i DNA-reparation och korrekturläsning.

INNEHÅLL
1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är DNA-polymeras
3. Vad är DNA-polymeras 1
4. Vad är DNA-polymeras 2
5. Vad är DNA-polymeras 3
6. Jämförelse vid sida vid sida - DNA-polymeras 1 mot 2 mot 3
7. Sammanfattning

Vad är DNA-polymeras?

DNA-duplicering är ett måste för att överföra genetisk information från förälder till avkomma. Detta underlättas av ett speciellt enzym som kallas DNA-polymeras. DNA-polymeras kan definieras som ett ubiquitöst enzym som katalyserar syntesen av DNA komplementär till det existerande DNA i levande celler. Det upptäcktes först i E coli av Arthur Kornberg 1955. DNA-replikation och underhåll styrs huvudsakligen av DNA-polymeraser i cellen. Upptäckten av DNA-polymeraser hjälpte många tekniker för molekylärbiologi. Det är enzymet som krävs för att syntetisera nya DNA-strängar som liknar det ursprungliga DNA hos organismerna från nukleotider under många molekylära biologiska tekniker inklusive PCR, genkloning, gensekvensering, sjukdomsdiagnos, genterapi, polymorfismanalys, etc.

DNA-polymeraser existerar i flera former som skiljer sig från form och storlek. De tillhör flera familjer: A, B, C, D, X, Y och RT. Prokaryota DNA-polymeraser grupperas i fem olika kategorier, nämligen DNA-polymeras 1, DNA-polymeras 2, DNA-polymeras 3, DNA-polymeras 4 och DNA-polymeras 5. Eukaryota organismer har ungefär femton olika DNA-polymeraser, nämligen polymeras P, A, A, , δ, ε, η, ι, K, Rev1, ζ, y, θ och v.

Figur 01: DNA-polymeras

När man syntetiserar nytt DNA genom DNA-polymeras börjar det från 3'-änden och leder syntesen mot 5'-änden genom tillsats av nukleotider vid en tid, komplementär till mall-DNA. DNA-polymeras behöver en tidigare existerande 3'-OH-grupp för att initiera kedjesyntesen och underlättas av det lilla DNA- eller RNA-fragmentet som kallas primer. DNA-polymeras läser mall-DNA: n och rör sig från 3'-änden till 5'-änden, vilket gör en ny 5'-3'-DNA-sträng.

Vad är DNA-polymeras 1?

DNA-polymeras 1 (Pol 1) är ett enzym som finns i prokaryoter som hjälper till vid bakteriell DNA-replikation. Det är den första typen av DNA-polymeras som upptäckts av Arthur Kornberg 1956. Detta enzym är närvarande i alla prokaryota organismer. Pol 1 kodas av genen polA och består av 928 aminosyror. Den har en 5'-3'-exonukleasaktivitet; Det är således populärt som ett DNA-reparationsenzym snarare än ett DNA-replikerande enzym. Den har också förmågan att katalysera flera polymerisationer före frisättning av mall-DNA, och förbinder Okazaki-fragment tillsammans genom att fylla nytt DNA och avlägsna RNA-primers.

Pol 1 isolerad från E coli användes i stor utsträckning i molekylära tillämpningar. Emellertid, när en gång Taq Polymerase upptäcktes ersatte den E Coli Pol 1 i PCR-tekniken. Taq-polymeras är typ av ett termostabilt DNA-polymeras som tillhör Pol 1.

Figur 02: DNA-polymeras 1

Vad är DNA-polymeras 2?

DNA-polymeras 2 (Pol 2) är ett prokaryot enzym som katalyserar DNA-replikationen. Det tillhör polymeras B-familjen och kodas av genen polB. Det upptäcktes först från E coli av Thomas Kornberg 1970. Pol 2 är ett globulärt protein bestående av 783 aminosyror. Den har både 3 'till 5' exonukleasaktivitet och 5 'till 3' polymerasaktivitet. Det interagerar med DNA-polymeras 3-enzymer för att upprätthålla pålitligheten och processiviteten för DNA-replikation. Pol 2 har också förmågan att korrekturlästa det nyligen syntetiserade DNA för noggrannhet.

Figur 03: DNA-polymeras 2

Vad är DNA-polymeras 3?

DNA-polymeras 3 (Pol 3) är det huvudsakliga enzymet som katalyserar DNA-replikationen i prokaryoter. Det tillhör familjen C-polymeras och kodas av genen polC. Det upptäcktes av Thomas Kornberg 1970. Pol 3 är en komponent av replikationsgaffel och kan tillsätta 1000 nukleotider per sekund till den nyligen polymeriserande DNA-strängen.

Pol 3 är ett holoenzym bestående av tio distinkta proteiner och har tre funktionella molekyler, nämligen a, e och θ. Tre funktionella molekyler av Pol 3 är separat ansvariga för enzymets tre handlingar. A-underenheten hanterar polymerisationen av DNA medan e hanterar exonukleas-korrekturaktiviteten hos pol3-enzymet. Θ-subenheten hjälper ε-underenheten för korrekturläsning.

Figur 04: Subenheter av DNA-polymeras 3

Vad är skillnaden mellan DNA-polymeras 1 och 2 och 3?

DNA-polymeras 1 mot 2 mot 3
Polymeras 1	Polymeras 1 består av 928 aminosyror.
Polymeras 2	Polymeras 2 består av 783 aminosyror.
Polymeras 3	Polymeras 3 är ett holoenzym bestående av tio proteiner anordnade i tre funktionella subenheter.
Familj
Polymeras 1	Polymeras 1 tillhör polymerasfamiljen A.
Polymeras 2	Polymeras 2 hör till polymerasfamiljen B.
Polymeras 3	Polymeras 3 hör till polymerasfamiljen C.
Huvudfunktion
Polymeras 1	Detta är ansvarigt för DNA-reparation och avlägsnande av RNA-primers.
Polymeras 2	Detta är ansvarigt för korrekturläsning, trohet och processivitet hos nybildat DNA
Polymeras 3	Detta är ansvarig för DNA-polymerisation

Sammanfattning - DNA-polymeras 1 vs 2 vs 3

DNA-polymeras är en viktig enzymklass som finns i alla levande organismer. DNA-polymeras huvudfunktion är DNA-replikation. Den kan montera nukleotider och syntetisera nytt komplementärt DNA för befintligt DNA. Detta enzym finns i olika former som varierar från form och storlek. DNA-polymeras 1, 2 och 3 är prokaryota DNA-polymeraser involverade i DNA-replikation. Pol 1 katalyserar reparation av DNA-skador. Pol 2 katalyserar trovärdigheten och processiviteten för DNA-replikation. Pol 3 katalyserar 5'-3'-DNA-polymerisationen.

Referens:
1. Lehman, I. R. "Discovery of DNA Polymerase." Journal of Biological Chemistry. S.p., 12 september 2003. Web. 06 mars 2017
2.Gardner, Andrew F., och Zvi Kelman. "DNA-polymeraser i bioteknik." Gränser. Gränser, 13 nov. 2014. Web. 06 mars 2017
3. Garcia-Diaz, Miguel och Katarzyna Bebenek. "Multipla funktioner av DNA-polymeraser." Kritiska recensioner i växtvetenskap. U.S. National Library of Medicine, mars 2007. Web. 06 mars 2017

Image Courtesy:
1. "DNA-polymeras" Di Yikrazuul - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "PolymeraseDomains" av (okänd) "Molecule of the Month", mars 2000 - Protein Data Bank (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. "Pol2-struktur (Baserat på 35KM)" Av Sbandeka - Egent arbete (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
4. "DNA-polymeras III (med underenheter)" Av Alepopoli - eget arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia