Nøgleforskel – Taq Polymerase vs DNA Polymerase
DNA-polymerase er et enzym, der skaber nyt DNA fra dets byggesten (nukleotider). I prokaryoter og eukaryoter findes forskellige typer af DNA-polymeraser. DNA-duplikation er mulig på grund af tilstedeværelsen af disse specielle enzymer, og genetisk information videregives til afkommet ved virkningen af DNA-polymeraser. Taq-polymerase er en speciel type DNA-polymerase, som er termostabil og er meget udbredt i PCR. Taq-polymerase findes i termofile bakterier og oprenset i in vitro DNA-replikation. Den vigtigste forskel mellem Taq-polymerase og DNA-polymerase er, at Taq-polymerase kan modstå høje temperaturer uden at denaturere, mens andre DNA-polymeraser denaturerer ved høje temperaturer (ved proteinnedbrydende temperaturer).
Hvad er Taq Polymerase?
Taq-polymerase (Taq DNA-polymerase) er et enzym, der bruges til at syntetisere DNA in vitro ved PCR-teknik. Det er produceret af den termofile bakterie kaldet Thermus aquaticus, der lever i varme kilder og termiske åbninger. Taq polymerase er et termostabilt enzym, som ikke nedbrydes ved høje temperaturer. Taq-polymerase blev oprenset for første gang og offentliggjort i Chien et al. i 1976. PCR-teknik udføres ved hjælp af Taq-polymerase på grund af dens evne til at tolerere høje temperatur- og temperaturudsving under PCR. Taq-polymerase katalyserer DNA-syntesen, når der er primere, nukleotider og det enkeltstrengede template-DNA. Enzymet består af et enkelt polypeptid med en molekylvægt på ca. 94 kDa. Taq-polymerase viser sin optimale aktivitet ved 80 °C og ved 7-8 pH-område med tilstedeværelsen af magnesiumioner. Det har både polymerase- og exonukleaseaktivitet. Enzymet er sammensat af en enkelt polypeptidkæde, og genet for Taq-polymerase indeholder højt G- og C-indhold (67.9%).
Termostabil Taq-polymerase gør det muligt at udføre PCR ved høje temperaturer, hvilket øger specificiteten af primere og reducerer produktionen af uønskede PCR-produkter (primer-dimere). Taq-polymerase eliminerer også behovet for at tilføje nye enzymer til PCR-reaktionen efter hver PCR-reaktionscyklus på grund af dens evne til at modstå høje temperaturer. Opdagelsen af Taq polymerase gjorde det muligt for PCR at udføre i et enkelt lukket rør i en relativt simpel maskine. På grund af disse egenskaber ved Taq-polymerase bliver PCR en populær rutinemæssigt udført laboratorieteknik i mange molekylærbiologiske analyser vedrørende DNA-analyse.
Taq polymerase er meget udbredt i molekylærbiologiske teknikker, og der er behov for storskala produktion af Taq polymerase. Ved anvendelse af den rekombinante DNA-teknologi og genkloning var genet, der kodede for Taq DNA-polymerasen, blevet klonet og udtrykt i Escherichia coli. Dette har i høj grad lettet produktionen af rekombinant Taq-polymerase og reduceret prisen på dette enzym til passende brug.
Figur 1: Taq Polymerase
Hvad er DNA-polymerase?
DNA-polymerase er et enzym, som katalyserer syntesen af DNA fra nukleotider. Det er det mest nøjagtige enzym, der er ansvarligt for at duplikere genomer og videregive genetisk information til afkom. Under celledeling dublerer DNA-polymerase alt dets DNA og sender en kopi til hver dattercelle. I 1955 blev Arthur Kornberg opdaget DNA-polymerase i E Coli. Funktionen af DNA-polymerase afhænger af flere krav; skabelon-DNA, Mg+2 ioner, alle fire typer deoxynukleotider (dATP, dTTP, dCTP og d GTP) og en kort sekvens af RNA (primer). Syntese af DNA'et udføres i retning af 5'to 3' af DNA-polymerase.
DNA-polymeraser kan grupperes i syv forskellige familier: A, B, C, D, X, Y og RT (omvendt transkriptase). Retrovira koder for RT; en usædvanlig DNA-polymerase, som har brug for en RNA-skabelon til DNA-syntese. Der findes fem forskellige typer DNA-polymeraser i prokaryoter til forskellige roller i DNA-replikationen. DNA-polymerase 3 er ansvarlig for polymeriseringen af den nye DNA-streng. DNA-polymerase 1 er ansvarlig for at reparere og lappe DNA. DNA-polymeraser 2, 4 og 5 er ansvarlige for reparation og korrekturlæsning af DNA. I eukaryoter er der 15 forskellige typer af DNA-polymeraser. De omfatter fem store familier.
Figur 2: DNA-polymerase
DNA-polymeraser bruges til genkloning, PCR, DNA-sekventering, SNP-detektion, molekylær diagnostik osv. Taq-polymerase er én slags DNA-polymerase, som kan tåle høje temperaturer og være tilgængelig til DNA-syntese uden nedbrydning.
Hvad er forskellen mellem Taq Polymerase og DNA Polymerase?
Taq Polymerase vs DNA Polymerase |
|
| Taq DNA-polymerase er et enzym, der skaber DNA. Det er et termostabilt enzym, der findes i termofile | DNA-polymerase er et enzym, som letter DNA-replikationen og findes i både prokaryote og eukaryote organismer. |
| Nedbrydning ved høje temperaturer | |
| Taq-polymerase er aktiv ved høje temperaturer. | DNA-polymeraser nedbrydes ved proteindenaturerende høje temperaturer. |
| Brug | |
| Dette er meget brugt i PCR | Taq-polymerase erstattede DNA-polymerasen fra coli, der oprindeligt blev brugt i PCR. |
Opsummering – Taq Polymerase vs DNA Polymerase
DNA-polymeraser er de enzymer, der syntetiserer DNA fra deoxynukleotider (byggesten af DNA), når skabelonen og primerne er tilgængelige. DNA-polymeraser er nødvendige for at duplikere cellernes DNA og passere ind i identiske datterceller under celledelingen. DNA-polymeraser tilføjer nye nukleotider til 3'-enden af primeren og forlænger den nye DNA-strengsyntese i 5' til 3'-retning. Taq DNA-polymerase er et af et DNA-polymerase-enzym, som er yderst nyttigt i polymerasekædereaktionsmetoden (PCR) til DNA-amplifikation. E. coli DNA-polymerase 1 blev brugt tidligere til PCR, men kommerciel Taq-polymerase fortrængte den på grund af dens høje specificitet af primerbinding ved forhøjede temperaturer og produktion af et højere udbytte af det ønskede produkt med mindre ikke-specifikt amplifikationsprodukt. Dette er forskellen mellem Taq Polymerase og DNA Polymerase.
