הבדל מפתח - DNA Polymerase 1 לעומת 2 לעומת 3
DNA פולימראז הוא קבוצה מיוחדת של אנזימים המעורבים בשכפול DNA של אורגניזמים חיים. מידע גנטי מועבר מדור אחד לדור הבא עקב נוכחותו של אנזים זה. ישנן צורות שונות של אנזים DNA פולימראז הנמצאים באוקריוטים ובפרוקריוטים. DNA פולימראז 1, 2 ו-3 נמצאים רק באורגניזמים פרוקריוטים, והם ממלאים תפקידים שונים בשכפול ה-DNA. ההבדל העיקרי בין DNA פולימראז 1 2 ו-3 מסתמך בעיקר על התפקוד העיקרי של כל אנזים. DNA פולימראז 3 הוא האנזים העיקרי המזרז את סינתזת ה-DNA, בעוד DNA פולימראז 1 ו-2 מעורבים בתיקון והגהה של DNA.
מהו DNA פולימראז?
כפילות DNA היא חובה להעברת מידע גנטי מהורה לצאצאים. זה מקל על ידי אנזים מיוחד הנקרא DNA פולימראז. ניתן להגדיר DNA פולימראז כאנזים הנמצא בכל מקום המזרז את הסינתזה של DNA המשלים ל-DNA הקיים בתאים חיים. הוא התגלה לראשונה ב-E coli על ידי ארתור קורנברג בשנת 1955. שכפול ותחזוקה של DNA נשלטים בעיקר על ידי פולימראזות DNA בתא. גילוי של פולימראזות DNA עזר לטכניקות רבות של ביולוגיה מולקולרית. זהו האנזים הנדרש לסינתזה של גדילי DNA חדשים הדומים ל-DNA המקורי של האורגניזמים מנוקלאוטידים במהלך טכניקות ביולוגיות מולקולריות רבות כולל PCR, שיבוט גנים, רצף גנים, אבחון מחלות, טיפול גנטי, ניתוח פולימורפיזם וכו'.
DNA פולימראזות קיימים במספר צורות השונות מהצורה והגודל. הם שייכים למספר משפחות: A, B, C, D, X, Y ו-RT. פולימראזות DNA פרוקריוטיות מקובצות לחמש קטגוריות שונות, כלומר, DNA פולימראז 1, DNA פולימראז 2, DNA פולימראז 3, DNA פולימראז 4 ו-DNA פולימראז 5.לאורגניזמים אוקריוטיים יש כחמישה עשר פולימראזות DNA שונות, כלומר פולימראז β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ ו-ν.
איור 01: DNA פולימראז
בעת סינתזה של DNA חדש על ידי DNA פולימראז, הוא מתחיל מקצה 3' ומכוון את הסינתזה לכיוון קצה 5' על ידי הוספת נוקלאוטידים בכל פעם, משלימים ל-DNA התבנית. DNA פולימראז זקוק לקבוצת OH 3' קיימת מראש כדי ליזום את סינתזת השרשרת ומקל על ידי מקטע DNA או RNA הקטן הנקרא פריימר. DNA פולימראז קורא את ה-DNA של התבנית ועובר מקצה 3' לקצה 5', יוצר גדיל DNA חדש בגודל 5'-3'.
מהו DNA פולימראז 1?
DNA פולימראז 1 (Pol 1) הוא אנזים שנמצא בפרוקריוטים המסייע בשכפול ה-DNA החיידקי.זהו הסוג הראשון של DNA פולימראז שהתגלה על ידי ארתור קורנברג בשנת 1956. אנזים זה קיים בכל האורגניזמים הפרוקריוטים. Pol 1 מקודד על ידי הגן polA והוא מורכב מ-928 חומצות אמינו. יש לו פעילות אקסונוקלאז של 5' עד 3'; לפיכך, הוא פופולרי כאנזים מתקן DNA ולא כאנזים משכפל DNA. יש לו גם את היכולת לזרז פילמור מרובים לפני שחרור ה-DNA של התבנית, וחיבור שברי Okazaki יחדיו על ידי מילוי DNA חדש והסרת פריימרים של RNA.
Pol 1 מבודד מ-E Coli היה בשימוש נרחב ביישומים מולקולריים. עם זאת, ברגע שהתגלה Taq Polymerase, הוא החליף את E Coli Pol 1 בטכנולוגיית PCR. Taq פולימראז הוא סוג של פולימראז DNA יציב תרמי השייך ל-Pol 1.
איור 02: DNA Polymerase 1
מהו DNA Polymerase 2?
DNA פולימראז 2 (Pol 2) הוא אנזים פרוקריוטי המזרז את שכפול ה-DNA. הוא שייך למשפחת הפולימראז B ומקודד על ידי ה-gen polB. הוא התגלה לראשונה מ-E Coli על ידי תומס קורנברג בשנת 1970. פול 2 הוא חלבון כדורי המורכב מ-783 חומצות אמינו. יש לו גם פעילות אקסונוקלאז של 3' עד 5' ופעילות פולימראז של 5' עד 3'. הוא מקיים אינטראקציה עם אנזימי DNA פולימראז 3 כדי לשמור על הנאמנות והתהליכים של שכפול ה-DNA. ל-Pol 2 יש גם את היכולת לבצע הגהה של ה-DNA החדש שסונתז לצורך דיוק.
איור 03: DNA Polymerase 2
מהו DNA Polymerase 3?
DNA פולימראז 3 (Pol 3) הוא האנזים העיקרי המזרז את שכפול ה-DNA בפרוקריוטים.הוא שייך למשפחת C פולימראז ומקודד על ידי הגן polC. הוא התגלה על ידי תומס קורנברג בשנת 1970. פול 3 הוא מרכיב של מזלג שכפול ויכול להוסיף 1,000 נוקלאוטידים בשנייה לגדיל ה-DNA החדש שהתפלמר.
Pol 3 הוא הולואנזים המורכב מעשרה חלבונים נפרדים ויש לו שלוש מולקולות פונקציונליות, כלומר α, ε ו-θ. שלוש מולקולות פונקציונליות של Pol 3 אחראיות בנפרד לשלוש פעולות של האנזים. תת-היחידה α מנהלת את הפילמור של ה-DNA בעוד שה-ε מנהל את פעילות ההגהה של האקסונוקלאז של האנזים pol 3. יחידת המשנה θ עוזרת ליחידת המשנה ε להגהה.
איור 04: יחידות משנה של DNA Polymerase 3
מה ההבדל בין DNA Polymerase 1 ו-2 ו-3?
DNA Polymerase 1 לעומת 2 מול 3 |
|
| Polymerase 1 | פולימראז 1 מורכב מ-928 חומצות אמינו. |
| Polymerase 2 | פולימראז 2 מורכב מ-783 חומצות אמינו. |
| Polymerase 3 | פולימראז 3 הוא הולואנזים המורכב מעשרה חלבונים המסודרים לשלוש יחידות משנה פונקציונליות. |
| משפחה | |
| Polymerase 1 | פולימראז 1 שייך למשפחת הפולימראז A. |
| Polymerase 2 | פולימראז 2 שייך למשפחת הפולימראזים B. |
| Polymerase 3 | פולימראז 3 שייך למשפחת הפולימראזים C. |
| פונקציה ראשית | |
| Polymerase 1 | זה אחראי לתיקון DNA והסרת פריימרים של RNA. |
| Polymerase 2 | זה אחראי להגהה, נאמנות ועיבוד של DNA שזה עתה נוצר |
| Polymerase 3 | זה אחראי על פילמור DNA |
סיכום – DNA Polymerase 1 לעומת 2 מול 3
DNA פולימראז הוא מחלקה חשובה של אנזים שנמצאת בכל היצורים החיים. הפונקציה העיקרית של DNA פולימראז היא שכפול DNA. הוא מסוגל להרכיב נוקלאוטידים ולסנתז DNA משלים חדש עבור DNA קיים. אנזים זה קיים בצורות שונות המשתנות מצורה וגודל. DNA פולימראז 1, 2 ו-3 הם פולימראזות DNA פרוקריוטיות המעורבות בשכפול ה-DNA.פול 1 מזרז את תיקון נזקי ה-DNA. Pol 2 מזרז את הנאמנות והעיבוד של שכפול ה-DNA. פול 3 מזרז את פילמור ה-DNA 5' עד 3'.
