Ključna razlika – DNK polimeraza 1 vs 2 vs 3
DNK polimeraza je posebna grupa enzima koji su uključeni u replikaciju DNK živih organizama. Genetske informacije se prenose s jedne generacije na sljedeću generaciju zbog prisustva ovog enzima. Postoje različiti oblici enzima DNK polimeraze koji se nalaze kod eukariota i prokariota. DNK polimeraze 1, 2 i 3 nalaze se samo u prokariotskim organizmima i igraju različite uloge u replikaciji DNK. Ključna razlika između DNK polimeraze 1 2 i 3 uglavnom se oslanja na primarnu funkciju svakog enzima. DNK polimeraza 3 je glavni enzim koji katalizuje sintezu DNK, dok DNK polimeraza 1 i 2 su uključeni u popravku i korekturu DNK.
Šta je DNK polimeraza?
DNK duplikacija je neophodna za prenošenje genetskih informacija sa roditelja na potomstvo. To je omogućeno posebnim enzimom koji se zove DNK polimeraza. DNK polimeraza se može definirati kao sveprisutni enzim koji katalizira sintezu DNK komplementarne postojećoj DNK u živim stanicama. Prvi put ju je otkrio u E coli Arthur Kornberg 1955. godine. Replikaciju i održavanje DNK uglavnom upravljaju DNK polimerazama u ćeliji. Otkriće DNK polimeraza pomoglo je mnogim tehnikama molekularne biologije. To je enzim potreban za sintezu novih lanaca DNK sličnih originalnoj DNK organizama iz nukleotida tokom mnogih molekularno bioloških tehnika uključujući PCR, kloniranje gena, sekvenciranje gena, dijagnozu bolesti, gensku terapiju, analizu polimorfizma, itd.
DNK polimeraze postoje u više oblika koji se razlikuju po obliku i veličini. Pripadaju u nekoliko porodica: A, B, C, D, X, Y i RT. Prokariotske DNK polimeraze su grupisane u pet različitih kategorija i to DNK polimeraza 1, DNK polimeraza 2, DNK polimeraza 3, DNK polimeraza 4 i DNK polimeraza 5. Eukariotski organizmi imaju otprilike petnaest različitih DNK polimeraza i to polimeraze β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ i ν.
Slika 01: DNK polimeraza
Kada se nova DNK sintetiše pomoću DNK polimeraze, ona počinje od 3’ kraja i usmjerava sintezu prema kraju 5’ dodavanjem nukleotida po jedan, komplementarnih šablonskoj DNK. DNK polimerazi je potrebna već postojeća 3’OH grupa da bi pokrenula sintezu lanca, a olakšava je mali DNK ili RNK fragment koji se naziva prajmer. DNK polimeraza čita šablon DNK i kreće se od 3’ kraja do 5’ kraja, praveći novi 5’-3’ DNK lanac.
Šta je DNK polimeraza 1?
DNA polimeraza 1 (Pol 1) je enzim koji se nalazi u prokariotima koji pomaže u replikaciji DNK bakterija. To je prva vrsta DNK polimeraze koju je otkrio Arthur Kornberg 1956. Ovaj enzim prisutan je u svim prokariotskim organizmima. Pol 1 je kodiran genom polA i sastoji se od 928 aminokiselina. Ima aktivnost egzonukleaze od 5’ do 3’; stoga je popularan kao enzim za popravljanje DNK, a ne kao enzim za replikaciju DNK. Takođe ima sposobnost da katalizira višestruke polimerizacije prije oslobađanja šablonske DNK i povezivanja Okazaki fragmenata zajedno popunjavanjem nove DNK i uklanjanjem RNA prajmera.
Pol 1 izolovan iz E Coli se intenzivno koristio u molekularnim aplikacijama. Međutim, kada je Taq polimeraza otkrivena, zamijenila je E Coli Pol 1 u PCR tehnologiji. Taq polimeraza je vrsta termostabilne DNK polimeraze koja pripada Pol 1.
Slika 02: DNK polimeraza 1
Šta je DNK polimeraza 2?
DNK polimeraza 2 (Pol 2) je prokariotski enzim koji katalizuje replikaciju DNK. Pripada porodici polimeraza B i kodira ga gen polB. Tomas Kornberg ga je prvi otkrio iz E Coli 1970. Pol 2 je globularni protein sastavljen od 783 aminokiseline. Ima aktivnost egzonukleaze od 3’ do 5’ i aktivnost 5’ do 3’ polimeraze. Interagira sa enzimima DNK polimeraze 3 kako bi održala vjernost i procesnost replikacije DNK. Pol 2 takođe ima mogućnost da lektorira novosintetizovanu DNK radi tačnosti.
Slika 03: DNK polimeraza 2
Šta je DNK polimeraza 3?
DNK polimeraza 3 (Pol 3) je glavni enzim koji katalizuje replikaciju DNK u prokariotima. Pripada porodici C polimeraze i kodiran je genom polC. Otkrio ga je Thomas Kornberg 1970. Pol 3 je komponenta replikacijske vilice i može dodati 1000 nukleotida u sekundi novopolimerizirajućem DNK lancu.
Pol 3 je holoenzim sastavljen od deset različitih proteina i ima tri funkcionalna molekula, odnosno α, ε i θ. Tri funkcionalna molekula Pol 3 su odvojeno odgovorne za tri djelovanja enzima. α podjedinica upravlja polimerizacijom DNK, dok ε upravlja aktivnošću lektoriranja egzonukleaze enzima pol 3. θ podjedinica pomaže ε podjedinici za lekturu.
Slika 04: Podjedinice DNK polimeraze 3
Koja je razlika između DNK polimeraze 1 i 2 i 3?
DNA polimeraza 1 vs 2 vs 3 |
|
| Polimeraza 1 | Polimeraza 1 se sastoji od 928 aminokiselina. |
| Polimeraza 2 | Polimeraza 2 se sastoji od 783 aminokiseline. |
| Polymerase 3 | Polimeraza 3 je holoenzim sastavljen od deset proteina raspoređenih u tri funkcionalne podjedinice. |
| Porodica | |
| Polimeraza 1 | Polymerase 1 pripada porodici polimeraza A. |
| Polimeraza 2 | Polymerase 2 pripada porodici polimeraza B. |
| Polymerase 3 | Polymerase 3 pripada porodici polimeraza C. |
| Glavna funkcija | |
| Polimeraza 1 | Ovo je odgovorno za popravak DNK i uklanjanje RNA prajmera. |
| Polimeraza 2 | Ovo je odgovorno za lekturu, vjernost i procesnost novoformirane DNK |
| Polymerase 3 | Ovo je odgovorno za DNK polimerizaciju |
Sažetak – DNK polimeraza 1 vs 2 vs 3
DNK polimeraza je važna klasa enzima koja se nalazi u svim živim organizmima. Glavna funkcija DNK polimeraze je replikacija DNK. Sposoban je da sastavlja nukleotide i sintetizira novu komplementarnu DNK za postojeću DNK. Ovaj enzim postoji u različitim oblicima koji variraju od oblika i veličine. DNK polimeraza 1, 2 i 3 su prokariotske DNK polimeraze uključene u replikaciju DNK. Pol 1 katalizira popravak oštećenja DNK. Pol 2 katalizira vjernost i procesnost replikacije DNK. Pol 3 katalizira 5’ do 3’ DNK polimerizaciju.
