Nøkkelforskjell – Taq Polymerase vs DNA Polymerase
DNA-polymerase er et enzym som lager nytt DNA fra byggesteinene (nukleotider). I prokaryoter og eukaryoter finnes forskjellige typer DNA-polymeraser. DNA-duplisering er mulig på grunn av tilstedeværelsen av disse spesielle enzymene, og genetisk informasjon overføres til avkommet ved virkningen av DNA-polymeraser. Taq-polymerase er en spesiell type DNA-polymerase som er termostabil og er mye brukt i PCR. Taq-polymerase finnes i termofile bakterier og renses i in vitro DNA-replikasjon. Hovedforskjellen mellom Taq-polymerase og DNA-polymerase er at Taq-polymerase tåler høye temperaturer uten å denaturere mens andre DNA-polymeraser denaturerer ved høye temperaturer (ved proteinnedbrytende temperaturer).
Hva er Taq Polymerase?
Taq-polymerase (Taq DNA-polymerase) er et enzym som brukes til å syntetisere DNA in vitro ved PCR-teknikk. Den produseres av den termofile bakterien k alt Thermus aquaticus som lever i varme kilder og termiske ventiler. Taq polymerase er et termostabilt enzym som ikke brytes ned ved høye temperaturer. Taq-polymerase ble renset for første gang og publisert i Chien et al. i 1976. PCR-teknikk utføres ved hjelp av Taq-polymerase på grunn av dens evne til å tolerere høye temperatur- og temperatursvingninger under PCR. Taq-polymerase katalyserer DNA-syntesen når det er primere, nukleotider og enkelttrådet mal-DNA. Enzymet består av et enkelt polypeptid med en molekylvekt på ca. 94 kDa. Taq-polymerase viser sin optimale aktivitet ved 80 °C og ved 7 – 8 pH-område med tilstedeværelse av magnesiumioner. Den har både polymerase- og eksonukleaseaktivitet. Enzymet er sammensatt av en enkelt polypeptidkjede og genet for Taq-polymerase inneholder høyt G- og C-innhold (67.9 %).
Termostabil Taq-polymerase gjør det mulig å utføre PCR ved høye temperaturer som øker spesifisiteten til primere og reduserer produksjon av uønskede PCR-produkter (primerdimere). Taq-polymerase eliminerer også behovet for å tilsette nye enzymer til PCR-reaksjonen etter hver PCR-reaksjonssyklus på grunn av dens evne til å motstå høye temperaturer. Oppdagelsen av Taq-polymerase gjorde at PCR kunne utføres i et enkelt lukket rør i en relativt enkel maskin. På grunn av disse egenskapene til Taq polymerase, blir PCR en populær rutinemessig utført laboratorieteknikk i mange molekylærbiologiske analyser angående DNA-analyse.
Taq-polymerase er mye brukt i molekylærbiologiske teknikker, og det er behov for storskala produksjon av Taq-polymerase. Derfor, ved bruk av rekombinant DNA-teknologi og genkloning, hadde genet som kodet for Taq DNA-polymerasen blitt klonet og uttrykt i Escherichia coli. Dette har i stor grad lettet produksjonen av rekombinant Taq-polymerase og redusert prisen på dette enzymet for tilstrekkelig bruk.
Figur 1: Taq Polymerase
Hva er DNA-polymerase?
DNA-polymerase er et enzym som katalyserer syntesen av DNA fra nukleotider. Det er det mest nøyaktige enzymet som er ansvarlig for å duplisere genomer og overføre genetisk informasjon til avkom. Under celledeling dupliserer DNA-polymerase alt sitt DNA og sender en kopi til hver dattercelle. I 1955 ble Arthur Kornberg oppdaget DNA-polymerase i E Coli. Funksjonen til DNA-polymerase avhenger av flere krav; mal DNA, Mg+2 ioner, alle fire typer deoksynukleotider (dATP, dTTP, dCTP og d GTP), og en kort sekvens av RNA (primer). Syntese av DNA gjøres i retning 5'to 3' av DNA-polymerase.
DNA-polymeraser kan grupperes i syv forskjellige familier: A, B, C, D, X, Y og RT (Revers transkriptase). Retrovirus koder for RT; en uvanlig DNA-polymerase som trenger en RNA-mal for DNA-syntese. Det er fem forskjellige typer DNA-polymeraser funnet i prokaryoter for forskjellige roller i DNA-replikasjonen. DNA-polymerase 3 er ansvarlig for polymeriseringen av den nye DNA-strengen. DNA-polymerase 1 er ansvarlig for å reparere og lappe DNA. DNA-polymerasene 2, 4 og 5 er ansvarlige for reparasjon og korrekturlesing av DNA. I eukaryoter er det 15 forskjellige typer DNA-polymeraser. De inkluderer fem store familier.
Figur 2: DNA-polymerase
DNA-polymeraser brukes i genkloning, PCR, DNA-sekvensering, SNP-deteksjon, molekylær diagnostikk, etc. Taq-polymerase er en type DNA-polymerase som tåler høye temperaturer og er tilgjengelig for DNA-syntese uten nedbrytning.
Hva er forskjellen mellom Taq Polymerase og DNA Polymerase?
Taq Polymerase vs DNA Polymerase |
|
| Taq DNA-polymerase er et enzym som lager DNA. Det er et termostabilt enzym som finnes i termofile | DNA-polymerase er et enzym som letter DNA-replikasjonen og finnes i både prokaryote og eukaryote organismer. |
| Degradering ved høye temperaturer | |
| Taq-polymerase er aktiv ved høye temperaturer. | DNA-polymeraser brytes ned ved proteindenaturerende høye temperaturer. |
| Bruk | |
| Dette er mye brukt i PCR | Taq-polymerase erstattet DNA-polymerasen fra coli som opprinnelig ble brukt i PCR. |
Sammendrag – Taq Polymerase vs DNA Polymerase
DNA-polymeraser er enzymene som syntetiserer DNA fra deoksynukleotider (byggesteiner av DNA) når malen og primerne er tilgjengelige. DNA-polymeraser er nødvendig for å duplisere cellenes DNA og gå over i identiske datterceller under celledelingen. DNA-polymeraser legger til nye nukleotider til 3'-enden av primeren og forlenger syntesen av den nye DNA-tråden i 5' til 3'-retning. Taq DNA-polymerase er en av et DNA-polymerase-enzym som er svært nyttig i polymerasekjedereaksjon (PCR) metode for DNA-amplifisering. E. coli DNA-polymerase 1 ble brukt tidligere for PCR, men kommersiell Taq-polymerase erstattet den på grunn av dens høye spesifisitet av primerbinding ved forhøyede temperaturer og produksjon av et høyere utbytte av det ønskede produktet med mindre ikke-spesifikt amplifikasjonsprodukt. Dette er forskjellen mellom Taq Polymerase og DNA Polymerase.
