Ключевая разница - Taq-полимераза и ДНК-полимераза
ДНК-полимераза - это фермент, создающий новую ДНК из строительных блоков (нуклеотидов). У прокариот и эукариот обнаружены разные типы ДНК-полимераз. Дублирование ДНК возможно благодаря наличию этих особых ферментов, а генетическая информация передается потомству под действием ДНК-полимераз. Taq-полимераза представляет собой особый тип ДНК-полимеразы, который является термостабильным и широко используется в ПЦР. Taq-полимераза обнаружена в термофильных бактериях и очищается в ходе репликации ДНК in vitro. Ключевое различие между Taq-полимеразой и ДНК-полимеразой заключается в том, что Taq-полимераза может выдерживать высокие температуры без денатурации, в то время как другие ДНК-полимеразы денатурируют при высоких температурах (при температурах, разрушающих белок).
Что такое Taq-полимераза?
Taq полимераза (ДНК-полимераза Taq) представляет собой фермент, используемый для синтеза ДНК in vitro методом ПЦР. Он вырабатывается термофильной бактерией под названием Thermus aquaticus, которая живет в горячих источниках и термальных источниках. Taq-полимераза представляет собой термостабильный фермент, который не разрушается при высоких температурах. Полимераза Taq была впервые очищена и опубликована в Chien et al. в 1976 г. Техника ПЦР проводится с помощью полимеразы Taq из-за ее способности выдерживать высокие температуры и колебания температуры во время ПЦР. Taq-полимераза катализирует синтез ДНК при наличии праймеров, нуклеотидов и одноцепочечной матричной ДНК. Фермент состоит из одного полипептида с молекулярной массой примерно 94 кДа. Taq-полимераза проявляет оптимальную активность при 80 °С и диапазоне рН 7–8 в присутствии ионов магния. Обладает как полимеразной, так и экзонуклеазной активностью. Фермент состоит из одной полипептидной цепи, а ген полимеразы Taq содержит большое количество G и C (67.9%).
Термостабильная полимераза Taq позволяет проводить ПЦР при высоких температурах, что повышает специфичность праймеров и снижает образование нежелательных продуктов ПЦР (димеров праймеров). Taq-полимераза также устраняет необходимость добавления новых ферментов в реакцию ПЦР после каждого цикла реакции ПЦР благодаря ее способности выдерживать высокие температуры. Открытие полимеразы Taq позволило проводить ПЦР в одной закрытой пробирке на относительно простом аппарате. Благодаря этим свойствам полимеразы Taq ПЦР становится популярным рутинным лабораторным методом во многих молекулярно-биологических анализах, касающихся анализа ДНК.
Taq-полимераза широко используется в молекулярно-биологических методах, и существует потребность в крупномасштабном производстве Taq-полимеразы. Таким образом, используя технологию рекомбинантной ДНК и клонирование генов, ген, кодирующий ДНК-полимеразу Taq, был клонирован и экспрессирован в Escherichia coli. Это значительно облегчило производство рекомбинантной полимеразы Taq и снизило стоимость этого фермента для адекватного использования.
Рисунок 1: Полимераза Taq
Что такое ДНК-полимераза?
ДНК-полимераза – фермент, катализирующий синтез ДНК из нуклеотидов. Это самый точный фермент, ответственный за дублирование геномов и передачу генетической информации потомству. Во время клеточного деления ДНК-полимераза дублирует всю свою ДНК и передает по одной копии каждой дочерней клетке. В 1955 году Артуром Корнбергом была открыта ДНК-полимераза кишечной палочки. Функция ДНК-полимеразы зависит от нескольких требований; ДНК-матрица, ионы Mg+2, все четыре типа дезоксинуклеотидов (dATP, dTTP, dCTP и dGTP) и короткая последовательность РНК (праймер). Синтез ДНК осуществляется ДНК-полимеразой в направлении от 5’ к 3’.
ДНК-полимеразы можно разделить на семь разных семейств: A, B, C, D, X, Y и RT (обратная транскриптаза). Ретровирусы кодируют RT; необычная ДНК-полимераза, которая нуждается в матрице РНК для синтеза ДНК. У прокариот обнаружено пять различных типов ДНК-полимераз, играющих разные роли в репликации ДНК. ДНК-полимераза 3 отвечает за полимеризацию новой цепи ДНК. ДНК-полимераза 1 отвечает за восстановление и исправление ДНК. ДНК-полимеразы 2, 4 и 5 отвечают за восстановление и корректуру ДНК. У эукариот существует 15 различных типов ДНК-полимераз. Они включают пять основных семейств.
Рисунок 2: ДНК-полимераза
ДНК-полимеразы используются при клонировании генов, ПЦР, секвенировании ДНК, обнаружении SNP, молекулярной диагностике и т. д. Taq-полимераза - это один из видов ДНК-полимеразы, который может выдерживать высокие температуры и быть доступным для синтеза ДНК без деградации.
В чем разница между Taq-полимеразой и ДНК-полимеразой?
Taq-полимераза против ДНК-полимеразы |
|
| Taq ДНК-полимераза представляет собой фермент, который создает ДНК. Это термостабильный фермент, обнаруженный у термофилов | ДНК-полимераза – это фермент, облегчающий репликацию ДНК и присутствующий как в прокариотических, так и в эукариотических организмах. |
| Разложение при высоких температурах | |
| Taq-полимераза активна при высоких температурах. | ДНК-полимеразы разлагаются при денатурации белков высокими температурами. |
| Использовать | |
| Это широко используется в ПЦР | Taq-полимераза заменила ДНК-полимеразу из кишечной палочки, первоначально использовавшуюся в ПЦР. |
Резюме – Taq-полимераза против ДНК-полимеразы
ДНК-полимеразы представляют собой ферменты, которые синтезируют ДНК из дезоксинуклеотидов (строительных блоков ДНК), когда доступны матрица и праймеры. ДНК-полимеразы необходимы для дублирования ДНК клеток и перехода в идентичные дочерние клетки во время клеточного деления. ДНК-полимеразы добавляют новые нуклеотиды к 3'-концу праймера и удлиняют синтез новой нити ДНК в направлении от 5' к 3'. ДНК-полимераза Taq является одним из ферментов ДНК-полимеразы, который очень полезен в методе полимеразной цепной реакции (ПЦР) амплификации ДНК. ДНК-полимераза 1 E. coli использовалась ранее для ПЦР, но коммерческая полимераза Taq вытеснила ее из-за ее высокой специфичности связывания праймеров при повышенных температурах и получения более высокого выхода желаемого продукта с менее неспецифическим продуктом амплификации. В этом разница между Taq-полимеразой и ДНК-полимеразой.
