Ključna razlika – Taq polimeraza naspram DNA polimeraze
DNA polimeraza je enzim koji stvara novu DNA iz svojih građevnih blokova (nukleotida). U prokariota i eukariota nalaze se različite vrste DNA polimeraza. Umnožavanje DNA moguće je zbog prisutnosti ovih posebnih enzima, a genetske informacije prenose se na potomstvo djelovanjem DNA polimeraza. Taq polimeraza je posebna vrsta DNA polimeraze koja je termostabilna i široko se koristi u PCR-u. Taq polimeraza se nalazi u termofilnim bakterijama i pročišćava se in vitro replikacijom DNA. Ključna razlika između Taq polimeraze i DNA polimeraze je u tome što Taq polimeraza može izdržati visoke temperature bez denaturacije, dok druge DNA polimeraze denaturiraju na visokim temperaturama (na temperaturama razgradnje proteina).
Što je Taq polimeraza?
Taq polimeraza (Taq DNA polimeraza) je enzim koji se koristi za sintezu DNA in vitro PCR tehnikom. Proizvodi ga termofilna bakterija pod nazivom Thermus aquaticus koja živi u toplim izvorima i termalnim otvorima. Taq polimeraza je termostabilan enzim koji se ne razgrađuje na visokim temperaturama. Taq polimeraza je prvi put pročišćena i objavljena u Chien et al. 1976. PCR tehnika se izvodi uz pomoć Taq polimeraze zbog njene sposobnosti da tolerira visoke temperature i temperaturne fluktuacije tijekom PCR-a. Taq polimeraza katalizira sintezu DNA kada postoje početnice, nukleotidi i jednolančana predloška DNA. Enzim se sastoji od jednog polipeptida s molekularnom težinom od približno 94 kDa. Taq polimeraza pokazuje svoju optimalnu aktivnost na 80 °C i u rasponu pH 7 – 8 uz prisutnost iona magnezija. Ima i polimerazno i egzonukleazno djelovanje. Enzim se sastoji od jednog polipeptidnog lanca, a gen za Taq polimerazu sadrži visok sadržaj G i C (67.9%).
Termostabilna Taq polimeraza omogućuje izvođenje PCR-a na visokim temperaturama koje povećavaju specifičnost početnica i smanjuju proizvodnju neželjenih PCR proizvoda (primer dimeri). Taq polimeraza također eliminira potrebu za dodavanjem novih enzima u PCR reakciju nakon svakog ciklusa PCR reakcije zbog svoje sposobnosti da izdrži visoke temperature. Otkriće Taq polimeraze omogućilo je izvođenje PCR-a u jednoj zatvorenoj epruveti u relativno jednostavnom stroju. Zbog ovih svojstava Taq polimeraze, PCR postaje popularna rutinska laboratorijska tehnika u mnogim analizama molekularne biologije koje se tiču analize DNK.
Taq polimeraza naširoko se koristi u tehnikama molekularne biologije i postoji potreba za velikom proizvodnjom Taq polimeraze. Stoga je pomoću tehnologije rekombinantne DNA i kloniranja gena gen koji je kodirao Taq DNA polimerazu kloniran i eksprimiran u Escherichia coli. To je uvelike olakšalo proizvodnju rekombinantne Taq polimeraze i smanjilo cijenu ovog enzima za odgovarajuću upotrebu.
Slika 1: Taq polimeraza
Što je DNA polimeraza?
DNA polimeraza je enzim koji katalizira sintezu DNA iz nukleotida. To je najprecizniji enzim odgovoran za dupliciranje genoma i prijenos genetskih informacija potomstvu. Tijekom stanične diobe, DNA polimeraza duplicira svu svoju DNA i prosljeđuje jednu kopiju svakoj stanici kćeri. Godine 1955. Arthur Kornberg je otkrio DNA polimerazu u E Coli. Funkcija DNA polimeraze ovisi o nekoliko zahtjeva; predloška DNA, Mg+2 iona, sva četiri tipa deoksinukleotida (dATP, dTTP, dCTP i d GTP) i kratka sekvenca RNA (primer). Sinteza DNK se vrši u smjeru od 5’ do 3’ pomoću DNK polimeraze.
DNA polimeraze mogu se grupirati u sedam različitih obitelji: A, B, C, D, X, Y i RT (reverzna transkriptaza). Retrovirusi kodiraju za RT; neobična DNA polimeraza kojoj je potrebna RNA predložak za sintezu DNA. Postoji pet različitih tipova DNA polimeraza pronađenih u prokariotima za različite uloge u replikaciji DNA. DNK polimeraza 3 odgovorna je za polimerizaciju novog lanca DNK. DNK polimeraza 1 odgovorna je za popravak i krpanje DNK. DNK polimeraze 2, 4 i 5 odgovorne su za popravak i korekturu DNK. Kod eukariota postoji 15 različitih vrsta DNA polimeraza. Uključuju pet velikih obitelji.
Slika 2: DNK polimeraza
DNA polimeraze se koriste u kloniranju gena, PCR-u, DNA sekvencioniranju, SNP detekciji, molekularnoj dijagnostici itd. Taq polimeraza je jedna vrsta DNA polimeraze koja može tolerirati visoke temperature i biti dostupna za sintezu DNA bez degradacije.
Koja je razlika između Taq polimeraze i DNA polimeraze?
Taq polimeraza protiv DNA polimeraze |
|
| Taq DNK polimeraza je enzim koji stvara DNK. To je termostabilni enzim koji se nalazi u termofilima | DNA polimeraza je enzim koji olakšava replikaciju DNA i nalazi se u prokariotskim i eukariotskim organizmima. |
| Razgradnja na visokim temperaturama | |
| Taq polimeraza je aktivna na visokim temperaturama. | DNA polimeraze razgrađuju se na visokim temperaturama koje denaturiraju proteine. |
| Koristi | |
| Ovo se često koristi u PCR-u | Taq polimeraza zamijenila je DNA polimerazu iz coli koja se izvorno koristila u PCR-u. |
Sažetak – Taq polimeraza protiv DNA polimeraze
DNA polimeraze su enzimi koji sintetiziraju DNA iz deoksinukleotida (građevni blokovi DNA) kada su šablon i početnice dostupni. DNA polimeraze su potrebne za dupliciranje stanične DNA i prelazak u identične stanice kćeri tijekom stanične diobe. DNA polimeraze dodaju nove nukleotide na 3' kraj početnice i izdužuju sintezu novog DNA lanca u smjeru od 5' do 3'. Taq DNA polimeraza jedan je od enzima DNA polimeraze koji je vrlo koristan u metodi lančane reakcije polimeraze (PCR) za umnožavanje DNA. E. coli DNA polimeraza 1 ranije se koristila za PCR, ali ju je komercijalna Taq polimeraza potisnula zbog svoje visoke specifičnosti vezanja početnica na povišenim temperaturama i proizvodnje većeg prinosa željenog produkta s manje nespecifičnog proizvoda amplifikacije. Ovo je razlika između Taq polimeraze i DNA polimeraze.
