הבדל מפתח - Taq Polymerase לעומת DNA Polymerase
DNA פולימראז הוא אנזים שיוצר DNA חדש מאבני הבניין שלו (נוקלאוטידים). בפרוקריוטים ובאוקריוטים, נמצאים סוגים שונים של פולימראזות DNA. שכפול DNA אפשרי בשל נוכחותם של אנזימים מיוחדים אלה, ומידע גנטי מועבר לצאצאים על ידי פעולתם של פולימראזות DNA. Taq פולימראז הוא סוג מיוחד של DNA פולימראז שהוא תרמי יציב ונמצא בשימוש נרחב ב-PCR. פולימראז Taq נמצא בחיידקים תרמופילים ומטוהרים בשכפול DNA חוץ גופית. ההבדל העיקרי בין Taq פולימראז ל-DNA פולימראז הוא ש-Taq פולימראז יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות ללא דנטורציה בעוד שפולימראזות DNA אחרות דנטורציה בטמפרטורות גבוהות (בטמפרטורות משפילות חלבון).
מהו Taq Polymerase?
Taq polymerase (Taq DNA polymerase) הוא אנזים המשמש לסינתזה של DNA במבחנה בטכניקת PCR. הוא מיוצר על ידי החיידק התרמופילי בשם Thermus aquaticus שחי במעיינות חמים ובפתחי אוורור תרמיים. Taq פולימראז הוא אנזים יציב תרמי שאינו מתכלה בטמפרטורות גבוהות. Taq polymerase טוהר בפעם הראשונה ופורסם ב-Chien et al. בשנת 1976. טכניקת PCR מבוצעת בעזרת Taq פולימראז בשל יכולתו לסבול תנודות טמפרטורות וטמפרטורה גבוהות במהלך ה-PCR. Taq פולימראז מזרז את סינתזת ה-DNA כאשר ישנם פריימרים, נוקלאוטידים ו-DNA של תבנית חד-גדילית. האנזים מורכב מפוליפפטיד בודד עם משקל מולקולרי של כ-94 kDa. Taq פולימראז מראה את הפעילות האופטימלית שלו ב-80 מעלות צלזיוס ובטווח pH של 7-8 עם נוכחות של יוני מגנזיום. יש לו גם פעילות פולימראז וגם אקסונוקלאז. האנזים מורכב משרשרת פוליפפטידית אחת והגן ל-Taq פולימראז מכיל תכולת G ו-C גבוהה (67.9%).
Thermostable Taq polymerase מאפשר ביצוע PCR בטמפרטורות גבוהות אשר מגבירים את הספציפיות של פריימרים והפחתה של ייצור מוצרי PCR לא רצויים (primer dimers). Taq polymerase גם מבטל את הצורך בהוספת אנזימים חדשים לתגובת PCR לאחר כל מחזור תגובה של PCR בשל יכולתו לעמוד בטמפרטורות גבוהות. גילוי של פולימראז Taq אפשר ל-PCR לבצע בצינור סגור יחיד במכונה פשוטה יחסית. בשל תכונות אלו של פולימראז Taq, PCR הופך לטכניקת מעבדה פופולרית המבוצעת באופן שגרתי בניתוחים רבים של ביולוגיה מולקולרית הנוגעת לניתוח DNA.
Taq פולימראז נמצא בשימוש נרחב בטכניקות ביולוגיות מולקולריות, ויש צורך בייצור בקנה מידה גדול של Taq פולימראז. לכן, באמצעות טכנולוגיית ה-DNA הרקומביננטי ושיבוט הגנים, הגן שקודד ל-Taq DNA פולימראז שובט והתבטא ב-Escherichia coli. זה הקל מאוד על ייצור פולימראז Taq רקומביננטי והפחית את המחיר של אנזים זה לשימוש נאות.
איור 1: Taq Polymerase
מהו DNA פולימראז?
DNA פולימראז הוא אנזים המזרז את הסינתזה של DNA מ נוקלאוטידים. זהו האנזים המדויק ביותר שאחראי לשכפול גנומים ולהעברת מידע גנטי לצאצאים. במהלך חלוקת התא, DNA פולימראז משכפל את כל ה-DNA שלו ומעביר עותק אחד לכל תא בת. בשנת 1955, ארתור קורנברג התגלה DNA פולימראז ב-E Coli. התפקוד של DNA פולימראז תלוי במספר דרישות; תבנית DNA, יונים Mg+2, כל ארבעת סוגי הדאוקסינוקלאוטידים (dATP, dTTP, dCTP ו-d GTP), ורצף קצר של RNA (פריימר). סינתזה של ה-DNA מתבצעת בכיוון של 5'to 3' על ידי DNA פולימראז.
ניתן לקבץ פולימראזות DNA לשבע משפחות שונות: A, B, C, D, X, Y ו-RT (תעתיק הפוך).רטרו-וירוסים מקודדים עבור RT; פולימראז DNA יוצא דופן אשר זקוק לתבנית RNA עבור סינתזת DNA. ישנם חמישה סוגים שונים של פולימראזות DNA שנמצאו בפרוקריוטים לתפקידים שונים בשכפול ה-DNA. DNA פולימראז 3 אחראי לפימור של גדיל ה-DNA החדש. DNA פולימראז 1 אחראי על תיקון ותיקון DNA. פולימראזות DNA 2, 4 ו-5 אחראיות לתיקון והגהה של DNA. באוקריוטים, ישנם 15 סוגים שונים של פולימראזות DNA. הם כוללים חמש משפחות גדולות.
איור 2: DNA Polymerase
DNA פולימראזות משמשות בשיבוט גנים, PCR, ריצוף DNA, זיהוי SNP, אבחון מולקולרי וכו'. Taq פולימראז הוא סוג אחד של DNA פולימראז שיכול לסבול טמפרטורות גבוהות ולהיות זמין לסינתזת DNA ללא פירוק.
מה ההבדל בין Taq Polymerase ל-DNA Polymerase?
Taq Polymerase לעומת DNA Polymerase |
|
| Taq DNA פולימראז הוא אנזים שיוצר DNA. זהו אנזים יציב תרמי שנמצא בתרמופילים | DNA פולימראז הוא אנזים המקל על שכפול ה-DNA ונמצא באורגניזמים פרוקריוטיים ואוקריוטיים כאחד. |
| השפלה בטמפרטורות גבוהות | |
| Taq פולימראז פעיל בטמפרטורות גבוהות. | DNA פולימראזות מתפרקות בטמפרטורות גבוהות של דנטורציה של חלבון. |
| השתמש | |
| זה נמצא בשימוש נרחב ב-PCR | Taq פולימראז החליף את ה-DNA פולימראז מקולי ששימש במקור ב-PCR. |
סיכום – Taq Polymerase לעומת DNA Polymerase
DNA פולימראזות הם האנזימים המסנתזים DNA מדאוקסינוקלאוטידים (אבני בניין של DNA) כאשר התבנית והפריימרים זמינים. פולימראזות DNA נדרשות כדי לשכפל את ה-DNA של התאים ולעבור לתאי בת זהים במהלך חלוקת התא. פולימראזות DNA מוסיפות נוקלאוטידים חדשים לקצה 3' של הפריימר ומאריכות את סינתזת גדיל ה-DNA החדש לכיוון 5' עד 3'. Taq DNA פולימראז הוא אחד מאנזים DNA פולימראז שהוא שימושי מאוד בשיטת תגובת שרשרת פולימראז (PCR) להגברת DNA. E. coli DNA פולימראז 1 שימש קודם לכן עבור PCR, אך Taq פולימראז מסחרי החליף אותו בשל הספציפיות הגבוהה שלו של קשירת פריימר בטמפרטורות גבוהות וייצור של תשואה גבוהה יותר של המוצר הרצוי עם פחות תוצר הגברה לא ספציפי. זה ההבדל בין Taq Polymerase ל- DNA Polymerase.
