Kľúčový rozdiel – Taq Polymeráza vs DNA Polymeráza
DNA polymeráza je enzým, ktorý vytvára novú DNA zo svojich stavebných blokov (nukleotidov). V prokaryotoch a eukaryotoch sa nachádzajú rôzne typy DNA polymeráz. Duplikácia DNA je uskutočniteľná vďaka prítomnosti týchto špeciálnych enzýmov a genetická informácia sa prenáša na potomstvo pôsobením DNA polymeráz. Taq polymeráza je špeciálny typ DNA polymerázy, ktorá je termostabilná a je široko používaná v PCR. Taq polymeráza sa nachádza v termofilných baktériách a purifikuje sa in vitro replikáciou DNA. Kľúčový rozdiel medzi Taq polymerázou a DNA polymerázou je v tom, že Taq polymeráza môže vydržať vysoké teploty bez denaturácie, zatiaľ čo iné DNA polymerázy denaturujú pri vysokých teplotách (pri teplotách degradácie proteínov).
Čo je Taq polymeráza?
Taq polymeráza (Taq DNA polymeráza) je enzým používaný na syntézu DNA in vitro technikou PCR. Produkuje ho teplomilná baktéria Thermus aquaticus, ktorá žije v horúcich prameňoch a termálnych prieduchoch. Taq polymeráza je termostabilný enzým, ktorý sa nedegraduje pri vysokých teplotách. Taq polymeráza bola prvýkrát purifikovaná a publikovaná v Chien et al. v roku 1976. Technika PCR sa vykonáva pomocou Taq polymerázy kvôli jej schopnosti tolerovať vysokú teplotu a kolísanie teploty počas PCR. Taq polymeráza katalyzuje syntézu DNA, ak sú prítomné priméry, nukleotidy a jednovláknová templátová DNA. Enzým pozostáva z jediného polypeptidu s molekulovou hmotnosťou približne 94 kDa. Taq polymeráza vykazuje optimálnu aktivitu pri 80 °C a pri pH 7 – 8 s prítomnosťou iónov horčíka. Má polymerázovú aj exonukleázovú aktivitu. Enzým sa skladá z jedného polypeptidového reťazca a gén pre Taq polymerázu obsahuje vysoký obsah G a C (67.9 %).
Termostabilná Taq polymeráza umožňuje vykonávanie PCR pri vysokých teplotách, ktoré zvyšujú špecificitu primérov a znižujú produkciu nežiaducich produktov PCR (dimérov primérov). Taq polymeráza tiež eliminuje potrebu pridávania nových enzýmov do PCR reakcie po každom cykle PCR reakcie vďaka svojej schopnosti odolávať vysokým teplotám. Objav Taq polymerázy umožnil uskutočnenie PCR v jednej uzavretej skúmavke v relatívne jednoduchom stroji. Vďaka týmto vlastnostiam Taq polymerázy sa PCR stáva populárnou rutinne vykonávanou laboratórnou technikou v mnohých analýzach molekulárnej biológie týkajúcich sa analýzy DNA.
Taq polymeráza je široko používaná v molekulárnych biologických technikách a existuje potreba výroby Taq polymerázy vo veľkom meradle. Preto pomocou technológie rekombinantnej DNA a génového klonovania bol gén, ktorý kóduje Taq DNA polymerázu, klonovaný a exprimovaný v Escherichia coli. To značne uľahčilo produkciu rekombinantnej Taq polymerázy a znížilo cenu tohto enzýmu na adekvátne použitie.
Obrázok 1: Taq Polymeráza
Čo je DNA polymeráza?
DNA polymeráza je enzým, ktorý katalyzuje syntézu DNA z nukleotidov. Je to najpresnejší enzým zodpovedný za duplikovanie genómov a odovzdávanie genetických informácií potomkom. Počas bunkového delenia DNA polymeráza duplikuje všetku svoju DNA a odovzdá jednu kópiu každej dcérskej bunke. V roku 1955 Arthur Kornberg objavil DNA polymerázu v E Coli. Funkcia DNA polymerázy závisí od niekoľkých požiadaviek; templátová DNA, Mg+2 ióny, všetky štyri typy deoxynukleotidov (dATP, dTTP, dCTP a d GTP) a krátka sekvencia RNA (primér). Syntéza DNA sa vykonáva v smere od 5' do 3' pomocou DNA polymerázy.
DNA polymerázy možno zoskupiť do siedmich rôznych rodín: A, B, C, D, X, Y a RT (reverzná transkriptáza). Retrovírusy kódujú RT; neobvyklá DNA polymeráza, ktorá na syntézu DNA potrebuje templát RNA. Existuje päť rôznych typov DNA polymeráz nájdených v prokaryotoch pre rôzne úlohy v replikácii DNA. DNA polymeráza 3 je zodpovedná za polymerizáciu nového vlákna DNA. DNA polymeráza 1 je zodpovedná za opravu a opravu DNA. DNA polymerázy 2, 4 a 5 sú zodpovedné za opravu a kontrolu DNA. V eukaryotoch existuje 15 rôznych typov DNA polymeráz. Zahŕňa päť veľkých rodín.
Obrázok 2: DNA polymeráza
DNA polymerázy sa používajú pri klonovaní génov, PCR, sekvenovaní DNA, detekcii SNP, molekulárnej diagnostike atď. Taq polymeráza je jedným z druhov DNA polymerázy, ktorá dokáže tolerovať vysoké teploty a je dostupná pre syntézu DNA bez degradácie.
Aký je rozdiel medzi Taq polymerázou a DNA polymerázou?
Taq polymeráza vs DNA polymeráza |
|
| Taq DNA polymeráza je enzým, ktorý vytvára DNA. Je to termostabilný enzým nachádzajúci sa u termofilov | DNA polymeráza je enzým, ktorý uľahčuje replikáciu DNA a nachádza sa v prokaryotických aj eukaryotických organizmoch. |
| Degradácia pri vysokých teplotách | |
| Taq polymeráza je aktívna pri vysokých teplotách. | DNA polymerázy degradujú pri vysokých teplotách denaturácie proteínov. |
| Použiť | |
| Toto je široko používané v PCR | Taq polymeráza nahradila DNA polymerázu z coli pôvodne používanú v PCR. |
Zhrnutie – Taq Polymeráza vs DNA Polymeráza
DNA polymerázy sú enzýmy, ktoré syntetizujú DNA z deoxynukleotidov (stavebných blokov DNA), keď je k dispozícii templát a primery. DNA polymerázy sú potrebné na duplikovanie DNA buniek a prechod do identických dcérskych buniek počas delenia buniek. DNA polymerázy pridávajú nové nukleotidy na 3' koniec priméru a predlžujú syntézu nového vlákna DNA v smere od 5' do 3'. Taq DNA polymeráza je jedným z DNA polymerázových enzýmov, ktorý je veľmi užitočný pri metóde polymerázovej reťazovej reakcie (PCR) na amplifikáciu DNA. DNA polymeráza 1 z E. coli bola použitá skôr pre PCR, ale komerčná Taq polymeráza ju nahradila kvôli jej vysokej špecificite väzby primeru pri zvýšených teplotách a produkcii vyššieho výťažku požadovaného produktu s menej nešpecifickým produktom amplifikácie. Toto je rozdiel medzi Taq polymerázou a DNA polymerázou.
