Հիմնական տարբերություն – Taq պոլիմերազա ընդդեմ ԴՆԹ պոլիմերազի
ԴՆԹ պոլիմերազը ֆերմենտ է, որը նոր ԴՆԹ է ստեղծում իր շինանյութերից (նուկլեոտիդներից): Պրոկարիոտներում և էուկարիոտներում հանդիպում են ԴՆԹ պոլիմերազների տարբեր տեսակներ։ ԴՆԹ-ի կրկնօրինակումը հնարավոր է այս հատուկ ֆերմենտների առկայության շնորհիվ, և գենետիկ տեղեկատվությունը սերունդներին փոխանցվում է ԴՆԹ պոլիմերազների ազդեցությամբ: Taq պոլիմերազը ԴՆԹ պոլիմերազի հատուկ տեսակ է, որը ջերմակայուն է և լայնորեն կիրառվում է ՊՇՌ-ում: Taq պոլիմերազը հայտնաբերվում է ջերմասեր բակտերիաներում և մաքրվում in vitro ԴՆԹ-ի վերարտադրության մեջ: Taq պոլիմերազի և ԴՆԹ պոլիմերազի հիմնական տարբերությունն այն է, որ Taq պոլիմերազը կարող է դիմակայել բարձր ջերմաստիճաններին՝ առանց դենատուրացիայի, մինչդեռ ԴՆԹ-ի այլ պոլիմերազները դենոզվում են բարձր ջերմաստիճաններում (սպիտակուցը քայքայող ջերմաստիճանում):
Ի՞նչ է Taq Polymerase?
Taq պոլիմերազը (Taq ԴՆԹ պոլիմերազա) ֆերմենտ է, որն օգտագործվում է PCR տեխնիկայով ԴՆԹ-ն in vitro սինթեզելու համար: Այն արտադրվում է Thermus aquaticus կոչվող ջերմասեր բակտերիայով, որն ապրում է տաք աղբյուրներում և ջերմային օդանցքներում: Taq պոլիմերազը ջերմակայուն ֆերմենտ է, որը չի քայքայվում բարձր ջերմաստիճաններում: Taq պոլիմերազը մաքրվել է առաջին անգամ և հրապարակվել Chien et al. 1976թ. ՊՇՌ տեխնիկան իրականացվում է Taq պոլիմերազի օգնությամբ, քանի որ այն կարող է հանդուրժել բարձր ջերմաստիճանի և ջերմաստիճանի տատանումները ՊՇՌ-ի ընթացքում: Taq պոլիմերազը կատալիզացնում է ԴՆԹ-ի սինթեզը, երբ կան պրայմերներ, նուկլեոտիդներ և միաշղթա կաղապարային ԴՆԹ: Ֆերմենտը բաղկացած է մեկ պոլիպեպտիդից, որի մոլեկուլային քաշը մոտավորապես 94 կԴա է: Taq պոլիմերազը ցույց է տալիս իր օպտիմալ ակտիվությունը 80 °C ջերմաստիճանում և 7-8 pH միջակայքում՝ մագնեզիումի իոնների առկայությամբ: Այն ունի և՛ պոլիմերազային, և՛ էկզոնուկլեազային ակտիվություն: Ֆերմենտը կազմված է մեկ պոլիպեպտիդային շղթայից և Taq պոլիմերազի գենը պարունակում է բարձր G և C պարունակություն (67.9%)։
Ջերմակայուն Taq պոլիմերազը թույլ է տալիս կատարել PCR բարձր ջերմաստիճաններում, ինչը մեծացնում է պրայմերների յուրահատկությունը և նվազեցնում PCR անցանկալի արտադրանքի (պրայմերային դիմերների) արտադրությունը: Taq պոլիմերազը նաև վերացնում է PCR ռեակցիային նոր ֆերմենտներ ավելացնելու անհրաժեշտությունը PCR ռեակցիայի յուրաքանչյուր ցիկլից հետո՝ բարձր ջերմաստիճաններին դիմակայելու ունակության պատճառով: Taq պոլիմերազի հայտնաբերումը հնարավորություն տվեց PCR-ին աշխատել մեկ փակ խողովակի մեջ՝ համեմատաբար պարզ մեքենայի մեջ: Taq պոլիմերազի այս հատկությունների շնորհիվ PCR-ը դառնում է սովորական լաբորատոր մեթոդ, որն իրականացվում է ԴՆԹ-ի վերլուծության հետ կապված շատ մոլեկուլային կենսաբանական վերլուծության մեջ:
Taq պոլիմերազը լայնորեն օգտագործվում է մոլեկուլային կենսաբանական տեխնիկայում, և կա Taq պոլիմերազի լայնածավալ արտադրության անհրաժեշտություն: Հետևաբար, օգտագործելով ռեկոմբինանտ ԴՆԹ տեխնոլոգիան և գեների կլոնավորումը, Taq ԴՆԹ պոլիմերազը կոդավորող գենը կլոնավորվել և արտահայտվել է Escherichia coli-ում: Սա մեծապես հեշտացրել է ռեկոմբինանտ Taq պոլիմերազի արտադրությունը և նվազեցնել այս ֆերմենտի գինը համարժեք օգտագործման համար:
Նկար 1. Taq Polymerase
Ի՞նչ է ԴՆԹ պոլիմերազը:
ԴՆԹ պոլիմերազը ֆերմենտ է, որը կատալիզացնում է նուկլեոտիդներից ԴՆԹ-ի սինթեզը: Այն ամենաճշգրիտ ֆերմենտն է, որը պատասխանատու է գենոմների կրկնօրինակման և սերունդներին գենետիկ տեղեկատվության փոխանցման համար: Բջիջների բաժանման ժամանակ ԴՆԹ պոլիմերազը կրկնօրինակում է իր ողջ ԴՆԹ-ն և յուրաքանչյուր դուստր բջիջին փոխանցում մեկական օրինակ: 1955 թվականին Արթուր Կոռնբերգը հայտնաբերել է ԴՆԹ պոլիմերազա Է Կոլիում: ԴՆԹ պոլիմերազի գործառույթը կախված է մի քանի պահանջներից. ձևանմուշ ԴՆԹ, Mg+2 իոններ, բոլոր չորս տեսակի դեզօքսինուկլեոտիդները (dATP, dTTP, dCTP և d GTP) և ՌՆԹ-ի կարճ հաջորդականություն (պրայմեր): ԴՆԹ-ի սինթեզը կատարվում է 5'-ից 3' ուղղությամբ ԴՆԹ պոլիմերազի միջոցով:
ԴՆԹ պոլիմերազները կարելի է խմբավորել յոթ տարբեր ընտանիքների՝ A, B, C, D, X, Y և RT (Հակադարձ տրանսկրիպտազ):Ռետրովիրուսները կոդավորում են RT-ի համար; անսովոր ԴՆԹ պոլիմերազ, որը ԴՆԹ-ի սինթեզի համար ՌՆԹ կաղապարի կարիք ունի: Կան հինգ տարբեր տեսակի ԴՆԹ պոլիմերազներ, որոնք հայտնաբերված են պրոկարիոտներում՝ ԴՆԹ-ի վերարտադրության մեջ տարբեր դերերի համար: ԴՆԹ պոլիմերազ 3-ը պատասխանատու է ԴՆԹ-ի նոր շղթայի պոլիմերացման համար: ԴՆԹ պոլիմերազ 1-ը պատասխանատու է ԴՆԹ-ի վերականգնման և կարկատման համար: 2, 4 և 5 ԴՆԹ պոլիմերազները պատասխանատու են ԴՆԹ-ի վերականգնման և սրբագրման համար: Էուկարիոտներում կան ԴՆԹ պոլիմերազների 15 տարբեր տեսակներ։ Դրանք ներառում են հինգ հիմնական ընտանիք։
Նկար 2. ԴՆԹ պոլիմերազ
ԴՆԹ պոլիմերազներն օգտագործվում են գեների կլոնավորման, PCR-ի, ԴՆԹ-ի հաջորդականության, SNP-ի հայտնաբերման, մոլեկուլային ախտորոշման և այլնի մեջ: Taq պոլիմերազը ԴՆԹ պոլիմերազի մի տեսակ է, որը կարող է հանդուրժել բարձր ջերմաստիճանը և հասանելի է ԴՆԹ-ի սինթեզի համար՝ առանց քայքայման:
Ո՞րն է տարբերությունը Taq պոլիմերազի և ԴՆԹ պոլիմերազի միջև:
Taq պոլիմերազա ընդդեմ ԴՆԹ պոլիմերազի |
|
| Taq ԴՆԹ պոլիմերազը ֆերմենտ է, որը ստեղծում է ԴՆԹ: Այն ջերմակայուն ֆերմենտ է, որը հայտնաբերված է թերմոֆիլների մեջ | ԴՆԹ պոլիմերազը ֆերմենտ է, որը հեշտացնում է ԴՆԹ-ի վերարտադրությունը և հայտնաբերվում է ինչպես պրոկարիոտ, այնպես էլ էուկարիոտ օրգանիզմներում: |
| Քայքայումը բարձր ջերմաստիճաններում | |
| Taq պոլիմերազը ակտիվ է բարձր ջերմաստիճաններում: | ԴՆԹ-ի պոլիմերազները քայքայվում են սպիտակուցը դենատուրացնող բարձր ջերմաստիճաններում: |
| Օգտագործել | |
| Սա լայնորեն կիրառվում է PCR-ում | Taq պոլիմերազը փոխարինեց ԴՆԹ պոլիմերազին coli-ից, որն ի սկզբանե օգտագործվում էր PCR-ում: |
Ամփոփում – Taq Polymerase vs DNA Polymerase
ԴՆԹ պոլիմերազները այն ֆերմենտներն են, որոնք սինթեզում են ԴՆԹ-ն դեզօքսինուկլեոտիդներից (ԴՆԹ-ի շինանյութեր), երբ առկա են ձևանմուշը և պրայմերները: ԴՆԹ պոլիմերազները պահանջվում են բջիջների ԴՆԹ-ն կրկնօրինակելու և բջիջների բաժանման ընթացքում նույնական դուստր բջիջներ անցնելու համար: ԴՆԹ պոլիմերազները նոր նուկլեոտիդներ են ավելացնում այբբենարանի 3' ծայրին և երկարացնում ԴՆԹ-ի նոր շղթայի սինթեզը 5'-ից 3' ուղղությամբ: Taq ԴՆԹ պոլիմերազը ԴՆԹ պոլիմերազային ֆերմենտներից մեկն է, որը շատ օգտակար է ԴՆԹ-ի ուժեղացման պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայի (PCR) մեթոդի մեջ: E. coli ԴՆԹ պոլիմերազ 1-ն օգտագործվել է ավելի վաղ PCR-ի համար, սակայն առևտրային Taq պոլիմերազը փոխարինեց այն բարձր ջերմաստիճաններում այբբենարանի միացման իր բարձր յուրահատկության և ավելի քիչ ոչ սպեցիֆիկ ուժեղացման արտադրանքով ցանկալի արտադրանքի ավելի բարձր բերքատվության պատճառով: Սա է տարբերությունը Taq պոլիմերազի և ԴՆԹ պոլիմերազի միջև:
