Diferența cheie – ADN polimeraza 1 vs 2 vs 3
ADN polimeraza este o cladă specială de enzime care sunt implicate în replicarea ADN-ului organismelor vii. Informația genetică este transmisă de la o generație la generația următoare datorită prezenței acestei enzime. Există diferite forme de enzimă ADN polimerază găsite la eucariote și procariote. ADN polimeraza 1, 2 și 3 se găsesc numai în organismele procariote și joacă roluri diferite în replicarea ADN-ului. Diferența cheie dintre ADN polimeraza 1 2 și 3 se bazează în principal pe funcția principală a fiecărei enzime. ADN polimeraza 3 este principala enzimă care catalizează sinteza ADN-ului, în timp ce ADN polimeraza 1 și 2 sunt implicate în repararea și corectarea ADN-ului.
Ce este ADN polimeraza?
Dubirea ADN-ului este o necesitate pentru transmiterea informațiilor genetice de la părinte la urmași. Acest lucru este facilitat de o enzimă specială numită ADN polimerază. ADN polimeraza poate fi definită ca o enzimă omniprezentă care catalizează sinteza ADN-ului complementar cu ADN-ul existent în celulele vii. A fost descoperit pentru prima dată în E coli de către Arthur Kornberg în 1955. Replicarea și întreținerea ADN-ului sunt guvernate în principal de polimerazele ADN din celulă. Descoperirea ADN-polimerazelor a ajutat multe tehnici de biologie moleculară. Este enzima necesară pentru sinteza noilor catene de ADN similare cu ADN-ul original al organismelor din nucleotide în timpul multor tehnici de biologice moleculară, inclusiv PCR, clonarea genelor, secvențierea genelor, diagnosticarea bolii, terapia genică, analiza polimorfismului etc.
ADN polimerazele există în forme multiple, care diferă de formă și dimensiune. Ei aparțin mai multor familii: A, B, C, D, X, Y și RT. ADN polimerazele procariote sunt grupate în cinci categorii diferite și anume, ADN polimeraza 1, ADN polimeraza 2, ADN polimeraza 3, ADN polimeraza 4 și ADN polimeraza 5. Organismele eucariote au aproximativ cincisprezece ADN polimeraze diferite și anume polimeraza β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ și ν.
Figura 01: ADN polimerază
Când sintetizează ADN nou prin ADN polimerază, acesta începe de la capătul 3’ și direcționează sinteza către capătul 5’ prin adăugarea de nucleotide la un moment dat, complementare ADN-ului șablon. ADN polimeraza are nevoie de o grupare 3’ OH preexistentă pentru a iniția sinteza lanțului și este facilitată de fragmentul mic de ADN sau ARN numit primer. ADN polimeraza citește ADN-ul șablon și se deplasează de la capătul 3’ la capătul 5’, formând o nouă catenă de ADN 5’-3’.
Ce este ADN polimeraza 1?
ADN polimeraza 1 (Pol 1) este o enzimă găsită în procariote care ajută la replicarea ADN-ului bacterian. Este primul tip de ADN polimerază descoperit de Arthur Kornberg în 1956. Această enzimă este prezentă în toate organismele procariote. Pol 1 este codificat de gena polA și este compus din 928 de aminoacizi. Are o activitate exonuclează de 5’ până la 3’; astfel, este popular ca o enzimă de reparare a ADN-ului, mai degrabă decât o enzimă de replicare a ADN-ului. De asemenea, are capacitatea de a cataliza polimerizări multiple înainte de a elibera ADN-ul șablon și de a conecta fragmentele Okazaki împreună prin umplerea ADN-ului nou și îndepărtarea primerilor ARN.
Pol 1 izolat din E Coli a fost utilizat pe scară largă în aplicații moleculare. Cu toate acestea, odată ce Taq Polymerase a fost descoperită, a înlocuit E Coli Pol 1 în tehnologia PCR. Taq polimeraza este un fel de ADN polimerază termostabilă aparținând Pol 1.
Figura 02: ADN polimeraza 1
Ce este ADN polimeraza 2?
ADN polimeraza 2 (Pol 2) este o enzimă procariotă care catalizează replicarea ADN-ului. Aparține familiei polimerazei B și este codificată de genul polB. A fost descoperit pentru prima dată din E Coli de Thomas Kornberg în 1970. Pol 2 este o proteină globulară compusă din 783 de aminoacizi. Are atât activitate exonuclează 3’ până la 5’, cât și activitate polimerază 5’ până la 3’. Interacționează cu enzimele ADN polimeraza 3 pentru a menține fidelitatea și procesivitatea replicării ADN-ului. Pol 2 are, de asemenea, capacitatea de a corecta ADN-ul nou sintetizat pentru acuratețe.
Figura 03: ADN polimeraza 2
Ce este ADN polimeraza 3?
ADN polimeraza 3 (Pol 3) este principala enzimă care catalizează replicarea ADN-ului la procariote. Aparține familiei polimerazei C și este codificată de gena polC. A fost descoperit de Thomas Kornberg în 1970. Pol 3 este o componentă a furcii de replicare și poate adăuga 1000 de nucleotide pe secundă la noua polimerizare a ADN-ului.
Pol 3 este o holoenzimă compusă din zece proteine distincte și are trei molecule funcționale și anume α, ε și θ. Trei molecule funcționale ale Pol 3 sunt responsabile separat pentru trei acțiuni ale enzimei. Subunitatea α gestionează polimerizarea ADN-ului în timp ce ε gestionează activitatea de corectare a exonucleazei a enzimei pol 3. Subunitatea θ ajută subunitatea ε pentru corecturi.
Figura 04: Subunități ale ADN polimerazei 3
Care este diferența dintre ADN-polimeraza 1 și 2 și 3?
ADN Polimeraza 1 vs 2 vs 3 |
|
| polimeraza 1 | Polimeraza 1 este compusă din 928 de aminoacizi. |
| Polimeraza 2 | Polimeraza 2 este compusă din 783 de aminoacizi. |
| Polimeraza 3 | Polimeraza 3 este o holoenzimă compusă din zece proteine dispuse în trei subunități funcționale. |
| Familie | |
| polimeraza 1 | Polimeraza 1 aparține familiei de polimeraze A. |
| Polimeraza 2 | Polimeraza 2 aparține familiei de polimeraze B. |
| Polimeraza 3 | Polimeraza 3 aparține familiei de polimeraze C. |
| Funcția principală | |
| polimeraza 1 | Acesta este responsabil pentru repararea ADN-ului și eliminarea primerilor de ARN. |
| Polimeraza 2 | Acesta este responsabil pentru corectarea, fidelitatea și procesivitatea ADN-ului nou format |
| Polimeraza 3 | Acesta este responsabil pentru polimerizarea ADN |
Rezumat – ADN polimeraza 1 vs 2 vs 3
ADN polimeraza este o clasă importantă de enzime care se găsește în toate organismele vii. Funcția principală a ADN polimerazei este replicarea ADN-ului. Este capabil de a asambla nucleotide și de a sintetiza ADN nou complementar pentru ADN-ul existent. Această enzimă există sub diferite forme, care variază de la formă și dimensiune. ADN polimeraza 1, 2 și 3 sunt ADN polimeraze procariote implicate în replicarea ADN-ului. Pol 1 catalizează repararea daunelor ADN-ului. Pol 2 catalizează fidelitatea și procesivitatea replicării ADN-ului. Pol 3 catalizează polimerizarea ADN-ului de la 5’ la 3’.
