Peamine erinevus – Taq polümeraas vs DNA polümeraas
DNA polümeraas on ensüüm, mis loob oma ehitusplokkidest (nukleotiididest) uut DNA-d. Prokarüootides ja eukarüootides leidub erinevat tüüpi DNA polümeraase. DNA dubleerimine on nende spetsiaalsete ensüümide olemasolu tõttu teostatav ja geneetiline teave edastatakse järglastele DNA polümeraaside toimel. Taq polümeraas on DNA polümeraasi eritüüp, mis on termostabiilne ja mida kasutatakse laialdaselt PCR-is. Taq polümeraasi leidub termofiilsetes bakterites ja puhastatakse in vitro DNA replikatsioonis. Peamine erinevus Taq polümeraasi ja DNA polümeraasi vahel on see, et Taq polümeraas talub kõrgeid temperatuure ilma denatureerimata, samas kui teised DNA polümeraasid denatureeruvad kõrgel temperatuuril (valku lagundavatel temperatuuridel).
Mis on Taq Polymerase?
Taq polümeraas (Taq DNA polümeraas) on ensüüm, mida kasutatakse DNA sünteesimiseks in vitro PCR meetodil. Seda toodab termofiilne bakter nimega Thermus aquaticus, mis elab kuumaveeallikates ja termilistes tuulutusavades. Taq polümeraas on termostabiilne ensüüm, mis ei lagune kõrgel temperatuuril. Taq polümeraas puhastati esimest korda ja avaldati Chien et al. aastal 1976. PCR tehnikat teostatakse Taq polümeraasi abil, kuna see suudab taluda kõrget temperatuuri ja temperatuurikõikumisi PCR ajal. Taq polümeraas katalüüsib DNA sünteesi, kui on olemas praimerid, nukleotiidid ja üheahelaline matriitsi DNA. Ensüüm koosneb ühest polüpeptiidist, mille molekulmass on ligikaudu 94 kDa. Taq polümeraas näitab oma optimaalset aktiivsust 80 °C juures ja pH vahemikus 7–8 magneesiumioonide juuresolekul. Sellel on nii polümeraasi kui ka eksonukleaasi aktiivsus. Ensüüm koosneb ühest polüpeptiidahelast ja Taq polümeraasi geen sisaldab kõrget G- ja C-sisaldust (67.9%).
Termosstabiilne Taq polümeraas võimaldab teostada PCR-i kõrgel temperatuuril, mis suurendab praimerite spetsiifilisust ja vähendab soovimatute PCR-produktide (praimerite dimeeride) tootmist. Taq polümeraas välistab ka vajaduse lisada PCR reaktsioonile uusi ensüüme pärast iga PCR reaktsioonitsüklit, kuna see talub kõrgeid temperatuure. Taq polümeraasi avastamine võimaldas PCR-il teostada ühes suletud torus suhteliselt lihtsas masinas. Tänu nendele Taq polümeraasi omadustele muutub PCR populaarseks rutiinselt teostatavaks laborimeetodiks paljudes DNA-analüüsi puudutavates molekulaarbioloogilistes analüüsides.
Taq polümeraasi kasutatakse laialdaselt molekulaarbioloogilistes tehnikates ja on vaja suuremahulist Taq polümeraasi tootmist. Seetõttu oli Taq DNA polümeraasi kodeeriv geen kloonitud ja ekspresseeritud Escherichia coli's, kasutades rekombinantse DNA tehnoloogiat ja geenide kloonimist. See on oluliselt hõlbustanud rekombinantse Taq polümeraasi tootmist ja vähendanud selle ensüümi hinda piisavaks kasutamiseks.
Joonis 1: Taq Polymerase
Mis on DNA polümeraas?
DNA polümeraas on ensüüm, mis katalüüsib DNA sünteesi nukleotiididest. See on kõige täpsem ensüüm, mis vastutab genoomide dubleerimise ja geneetilise teabe edastamise eest järglastele. Rakkude jagunemise ajal dubleerib DNA polümeraas kogu oma DNA ja edastab igasse tütarrakku ühe koopia. 1955. aastal avastas Arthur Kornberg E Colis DNA polümeraasi. DNA polümeraasi funktsioon sõltub mitmest nõudest; matriitsi DNA, Mg+2 ioonid, kõik neli tüüpi desoksünukleotiidid (dATP, dTTP, dCTP ja d GTP) ja lühike RNA järjestus (praimer). DNA süntees toimub DNA polümeraasi abil 5'-3' suunas.
DNA polümeraase saab rühmitada seitsmesse erinevasse perekonda: A, B, C, D, X, Y ja RT (pöördtranskriptaas). Retroviirused kodeerivad RT-d; ebatavaline DNA polümeraas, mis vajab DNA sünteesiks RNA matriitsi. Prokarüootides leidub viit erinevat tüüpi DNA polümeraasi, mis täidavad DNA replikatsioonis erinevaid rolle. DNA polümeraas 3 vastutab DNA uue ahela polümerisatsiooni eest. DNA polümeraas 1 vastutab DNA parandamise ja lappimise eest. DNA polümeraasid 2, 4 ja 5 vastutavad DNA parandamise ja korrektuuri eest. Eukarüootides on 15 erinevat tüüpi DNA polümeraase. Nende hulgas on viis suurt perekonda.
Joonis 2: DNA polümeraas
DNA polümeraase kasutatakse geenide kloonimisel, PCR-il, DNA sekveneerimisel, SNP tuvastamisel, molekulaardiagnostikas jne. Taq polümeraas on üks DNA polümeraasi tüüp, mis talub kõrgeid temperatuure ja on saadaval DNA sünteesiks ilma lagunemiseta.
Mis vahe on Taq polümeraasil ja DNA polümeraasil?
Taq polümeraas vs DNA polümeraas |
|
| Taq DNA polümeraas on ensüüm, mis loob DNA-d. See on termostabiilne ensüüm, mida leidub termofiilides | DNA polümeraas on ensüüm, mis hõlbustab DNA replikatsiooni ja mida leidub nii prokarüootsetes kui ka eukarüootsetes organismides. |
| Lagunemine kõrgel temperatuuril | |
| Taq polümeraas on aktiivne kõrgel temperatuuril. | DNA polümeraasid lagunevad valke denatureerivatel kõrgetel temperatuuridel. |
| Kasuta | |
| Seda kasutatakse laialdaselt PCR-is | Taq polümeraas asendas algselt PCR-is kasutatud coli DNA polümeraasi. |
Kokkuvõte – Taq polümeraas vs DNA polümeraas
DNA polümeraasid on ensüümid, mis sünteesivad DNA-d deoksünukleotiididest (DNA ehitusplokid), kui matriit ja praimerid on saadaval. DNA polümeraasid on vajalikud rakkude DNA dubleerimiseks ja raku jagunemise ajal identseteks tütarrakkudeks. DNA polümeraasid lisavad uusi nukleotiide praimeri 3' otsa ja pikendavad uue DNA ahela sünteesi 5' kuni 3' suunas. Taq DNA polümeraas on üks DNA polümeraasi ensüümidest, mis on väga kasulik DNA amplifikatsiooni polümeraasi ahelreaktsiooni (PCR) meetodis. E. coli DNA polümeraasi 1 kasutati varem PCR jaoks, kuid kaubanduslik Taq polümeraas tõrjus selle välja, kuna praimerite seondumise spetsiifilisus kõrgel temperatuuril ja soovitud produkti saagis oli suurem vähema mittespetsiifilise amplifikatsiooniproduktiga. See on erinevus Taq polümeraasi ja DNA polümeraasi vahel.
