Nyckelskillnad – Taq Polymerase vs DNA Polymerase
DNA-polymeras är ett enzym som skapar nytt DNA från dess byggstenar (nukleotider). I prokaryoter och eukaryoter finns olika typer av DNA-polymeraser. DNA-duplicering är möjlig på grund av närvaron av dessa speciella enzymer, och genetisk information överförs till avkomman genom verkan av DNA-polymeraser. Taq-polymeras är en speciell typ av DNA-polymeras som är termostabil och används flitigt i PCR. Taq-polymeras finns i termofila bakterier och renas i in vitro DNA-replikation. Den viktigaste skillnaden mellan Taq-polymeras och DNA-polymeras är att Taq-polymeras kan motstå höga temperaturer utan att denatureras medan andra DNA-polymeraser denaturerar vid höga temperaturer (vid proteinnedbrytande temperaturer).
Vad är Taq Polymerase?
Taq-polymeras (Taq DNA-polymeras) är ett enzym som används för att syntetisera DNA in vitro med PCR-teknik. Den produceras av den termofila bakterien Thermus aquaticus som lever i varma källor och termiska ventiler. Taq-polymeras är ett termostabilt enzym som inte bryts ned vid höga temperaturer. Taq-polymeras renades för första gången och publicerades i Chien et al. 1976. PCR-teknik utförs med hjälp av Taq-polymeras på grund av dess förmåga att tolerera höga temperatur- och temperaturfluktuationer under PCR. Taq-polymeras katalyserar DNA-syntesen när det finns primrar, nukleotider och enkelsträngat mall-DNA. Enzymet består av en enda polypeptid med en molekylvikt på cirka 94 kDa. Taq-polymeras visar sin optimala aktivitet vid 80 °C och vid 7-8 pH-intervall med närvaro av magnesiumjoner. Det har både polymeras- och exonukleasaktivitet. Enzymet är sammansatt av en enda polypeptidkedja och genen för Taq-polymeras innehåller högt G- och C-innehåll (67.9%).
Termostabilt Taq-polymeras gör det möjligt att utföra PCR vid höga temperaturer, vilket ökar specificiteten hos primrar och minskar produktionen av oönskade PCR-produkter (primerdimerer). Taq-polymeras eliminerar också behovet av att lägga till nya enzymer till PCR-reaktionen efter varje PCR-reaktionscykel på grund av dess förmåga att motstå höga temperaturer. Upptäckten av Taq-polymeras gjorde att PCR kunde utföras i ett enda slutet rör i en relativt enkel maskin. På grund av dessa egenskaper hos Taq-polymeras blir PCR en populär rutinmässigt utförd laboratorieteknik i många molekylärbiologiska analyser rörande DNA-analys.
Taq-polymeras används i stor utsträckning i molekylärbiologiska tekniker, och det finns ett behov av storskalig produktion av Taq-polymeras. Genom att använda rekombinant DNA-teknologi och genkloning hade genen som kodade för Taq DNA-polymeraset klonats och uttryckts i Escherichia coli. Detta har avsevärt underlättat produktionen av rekombinant Taq-polymeras och reducerat priset på detta enzym för adekvat användning.
Figur 1: Taq Polymerase
Vad är DNA-polymeras?
DNA-polymeras är ett enzym som katalyserar syntesen av DNA från nukleotider. Det är det mest exakta enzymet som är ansvarigt för att duplicera genom och överföra genetisk information till avkomman. Under celldelning duplicerar DNA-polymeras allt sitt DNA och skickar en kopia till varje dottercell. 1955 upptäcktes Arthur Kornberg DNA-polymeras i E Coli. DNA-polymerasets funktion beror på flera krav; mall-DNA, Mg+2 joner, alla fyra typer av deoxinukleotider (dATP, dTTP, dCTP och d GTP), och en kort sekvens av RNA (primer). Syntes av DNA görs i riktningen 5'till 3' av DNA-polymeras.
DNA-polymeraser kan grupperas i sju olika familjer: A, B, C, D, X, Y och RT (omvänt transkriptas). Retrovirus kodar för RT; ett ovanligt DNA-polymeras som behöver en RNA-mall för DNA-syntes. Det finns fem olika typer av DNA-polymeraser som finns i prokaryoter för olika roller i DNA-replikationen. DNA-polymeras 3 är ansvarigt för polymerisationen av den nya DNA-strängen. DNA-polymeras 1 är ansvarigt för att reparera och lappa DNA. DNA-polymeraserna 2, 4 och 5 är ansvariga för reparation och korrekturläsning av DNA. I eukaryoter finns det 15 olika typer av DNA-polymeraser. De inkluderar fem stora familjer.
Figur 2: DNA-polymeras
DNA-polymeraser används vid genkloning, PCR, DNA-sekvensering, SNP-detektion, molekylär diagnostik, etc. Taq-polymeras är en typ av DNA-polymeras som kan tolerera höga temperaturer och vara tillgängligt för DNA-syntes utan nedbrytning.
Vad är skillnaden mellan Taq Polymerase och DNA Polymerase?
Taq Polymerase vs DNA Polymerase |
|
| Taq DNA-polymeras är ett enzym som skapar DNA. Det är ett termostabilt enzym som finns i termofiler | DNA-polymeras är ett enzym som underlättar DNA-replikationen och som finns i både prokaryota och eukaryota organismer. |
| Nedbrytning vid höga temperaturer | |
| Taq-polymeras är aktivt vid höga temperaturer. | DNA-polymeraser bryts ned vid proteindenaturerande höga temperaturer. |
| Använd | |
| Detta används ofta i PCR | Taq-polymeras ersatte DNA-polymeraset från coli som ursprungligen användes i PCR. |
Sammanfattning – Taq Polymerase vs DNA Polymerase
DNA-polymeraser är de enzymer som syntetiserar DNA från deoxinukleotider (byggstenar av DNA) när mallen och primrarna är tillgängliga. DNA-polymeraser krävs för att duplicera cellernas DNA och passera in i identiska dotterceller under celldelningen. DNA-polymeraser lägger till nya nukleotider till 3'-änden av primern och förlänger den nya DNA-strängsyntesen i 5' till 3'-riktning. Taq DNA-polymeras är ett av ett DNA-polymerasenzym som är mycket användbart i polymeraskedjereaktionsmetoden (PCR) för DNA-amplifiering. E. coli DNA-polymeras 1 användes tidigare för PCR, men kommersiellt Taq-polymeras ersatte det på grund av dess höga specificitet för primerbindning vid förhöjda temperaturer och produktion av ett högre utbyte av den önskade produkten med mindre ospecifik amplifieringsprodukt. Detta är skillnaden mellan Taq Polymerase och DNA Polymerase.
