Peamine erinevus – DNA ligaas vs DNA polümeraas
DNA ligaas ja DNA polümeraas on olulised ensüümid, mis osalevad organismide DNA replikatsiooni ja DNA parandamise mehhanismides. DNA ligaas vastutab DNA fragmentide ühendamise eest, katalüüsides nukleotiidide vaheliste fosfodiestersidemete moodustumist. DNA polümeraas vastutab DNA sünteesi eest oma ehitusplokkidest (nukleotiididest), kasutades DNA matriitsi. See on peamine erinevus DNA ligaasi ja DNA polümeraasi vahel.
Mis on DNA ligaas?
DNA ligaas on ensüüm, mis katalüüsib fosfodiestersideme teket 3’ – OH ja 5’-PO4 nukleotiidirühmade vahel ning hõlbustab DNA fragmentide liitumist. Seda tuntakse ka kui molekulaarset õmblejat. See võime võimaldab täita DNA lünki või täkkeid ning ühendada DNA replikatsiooni käigus tekkinud Okazaki fragmente. DNA ligaasid on väga kasulikud rekombinantse DNA tehnoloogias rekombinantsete DNA molekulide tootmiseks. DNA ligaas ühendab huvipakkuva DNA vektori DNA-ga. Seetõttu on see organismide jaoks oluline ensüüm.
DNA ligaasi ensüüm sõltub oma funktsioonist kofaktorist ja Mg2+ ioonidest. DNA ligaasides on abiks kaks kofaktorit. NAD+ toimib bakteriaalsete DNA ligaaside kofaktorina, samas kui ATP toimib sageli kofaktorviiruse ja eukarüootse DNA ligaasina. Eukarüootse DNA ligaasi toime lõppeb kolme põhietapi kaudu.
Etapp 01. DNA ligaas ründab ATP molekuli ja vabastab pürofosfaadi (kaks fosfaatrühma) ja AMP ning moodustab ligaasi-adenülaadi vaheühendi, seondudes kovalentselt saadud AMP-ga.
Etapp 02: Moodustunud ensüümi AMP vaheühend kannab AMP üle täkke 5' fosfaadile ja moodustab DNA – adenülaadi (DNA ahela 5'-fosfaathapnik ründab ligaas-adenülaadi vaheühendi fosforit).
Etapp 03: DNA ligaas katalüüsib sälgu 3'-OH rünnakut DNA-adenülaadile, et ühineda polünukleotiididega ja vabastada AMP.
DNA ligaasid eraldatakse tavaliselt T4 bakteriofaagist ja neid kasutatakse laialdaselt rekombinantse DNA tehnoloogias.
Joonis 01: DNA ligaas täkkeparanduses
Mis on DNA polümeraas?
DNA polümeraas on kõikjal esinev ensüüm, mis esineb kõigis DNA sünteesis ja genoomi replikatsioonis osalevates organismides. Geneetiline teave edastatakse DNA polümeraaside abil vanematelt järglastele. See katalüüsib olemasoleva DNA-ga komplementaarse uue DNA sünteesi. DNA polümeraas lisab nukleotiide (nukleiinhapete ehitusplokke) praimerijärjestuse 3’ OH rühma ja jätkab ahela moodustumist 5’ suunas. Enamikul DNA polümeraasidel on korrektuuriks 5’ kuni 3’ polümeraasi aktiivsus ja 3’ kuni 5’ eksonukleaasi aktiivsus.
Prokarüootseid DNA polümeraase kirjeldatakse viie suure rühma all. Eukarüootid sisaldavad vähem alt 16 erinevat DNA polümeraasi. Kõik need DNA polümeraasid on rühmitatud seitsmesse perekonda, nimelt A, B, C, D, X, Y ja RT (pöördtranskriptaas).
Joonis 02: DNA polümeraasi juhitav DNA replikatsioon
Mis vahe on DNA ligaasil ja DNA polümeraasil?
DNA ligaas vs DNA polümeraas |
|
| DNA ligaas on ensüüm, mis katalüüsib fosfodiestersidemete moodustumist nukleotiidide vahel ja ühendab DNA fragmente omavahel. | DNA polümeraas on ensüüm, mis katalüüsib DNA sünteesi nukleotiide kasutades. |
| Roll DNA replikatsioonis | |
| DNA ligaas on täiendav DNA replikatsiooni ensüüm, mis ühendab Okazaki fragmente. | DNA polümeraas on DNA replikatsiooni peamine ensüüm. |
| Nõuded | |
| See sõltub Mg2+ ioonidest ja ATP/NAD+ kofaktoritest | See sõltub mallist, nukleotiididest, praimeritest ja Mg2+. |
| Funktsioonid | |
| DNA ligaas on oluline DNA rekombinatsiooni, DNA parandamise ja DNA replikatsiooni jaoks. | DNA polümeraas on oluline DNA replikatsiooni, DNA parandamise ja DNA rekombinatsioonitehnoloogia jaoks. |
Kokkuvõte – DNA ligaas vs DNA polümeraas
DNA ligaas on oluline ensüüm, mida on vaja DNA fragmentide ühendamiseks fosfodiestersidemetega. DNA polümeraas on peamine ensüüm, mis on oluline uue DNA sünteesi jaoks. Peamine erinevus DNA ligaasi ja DNA polümeraasi vahel on nende funktsioon. Mõlemad ensüümid on aga olulised DNA parandamise, DNA replikatsiooni ja rekombinantse DNA tehnoloogia jaoks.
