Belangrijk verschil - Taq-polymerase versus DNA-polymerase
DNA-polymerase is een enzym dat nieuw DNA maakt uit zijn bouwstenen (nucleotiden). In prokaryoten en eukaryoten worden verschillende soorten DNA-polymerasen gevonden. DNA-duplicatie is mogelijk dankzij de aanwezigheid van deze speciale enzymen, en genetische informatie wordt doorgegeven aan de nakomelingen door de werking van DNA-polymerasen. Taq-polymerase is een speciaal type DNA-polymerase dat thermostabiel is en veel wordt gebruikt in PCR. Taq-polymerase wordt gevonden in thermofiele bacteriën en gezuiverd in in vitro DNA-replicatie. Het belangrijkste verschil tussen Taq-polymerase en DNA-polymerase is dat Taq-polymerase hoge temperaturen kan weerstaan zonder te denatureren, terwijl andere DNA-polymerasen denatureren bij hoge temperaturen (bij eiwitafbrekende temperaturen).
Wat is Taq Polymerase?
Taq-polymerase (Taq DNA-polymerase) is een enzym dat wordt gebruikt voor het synthetiseren van DNA in vitro door middel van PCR-techniek. Het wordt geproduceerd door de thermofiele bacterie genaamd Thermus aquaticus die leeft in warmwaterbronnen en thermische ventilatieopeningen. Taq-polymerase is een thermostabiel enzym dat niet afbreekt bij hoge temperaturen. Taq-polymerase werd voor de eerste keer gezuiverd en gepubliceerd in Chien et al. in 1976. PCR-techniek wordt uitgevoerd met behulp van Taq-polymerase vanwege het vermogen om hoge temperatuur- en temperatuurschommelingen tijdens de PCR te verdragen. Taq-polymerase katalyseert de DNA-synthese als er primers, nucleotiden en het enkelstrengige matrijs-DNA zijn. Het enzym bestaat uit een enkel polypeptide met een molecuulgewicht van ongeveer 94 kDa. Taq-polymerase vertoont zijn optimale activiteit bij 80 ° C en bij een pH-bereik van 7 - 8 met de aanwezigheid van magnesiumionen. Het heeft zowel polymerase- als exonuclease-activiteit. Het enzym is samengesteld uit een enkele polypeptideketen en het gen voor Taq-polymerase bevat een hoog G- en C-geh alte (67.9%.
Thermostabiele Taq-polymerase maakt het mogelijk om PCR uit te voeren bij hoge temperaturen die de specificiteit van primers verhogen en de productie van ongewenste PCR-producten (primerdimeren) verminderen. Taq-polymerase elimineert ook de noodzaak voor het toevoegen van nieuwe enzymen aan de PCR-reactie na elke PCR-reactiecyclus vanwege het vermogen om hoge temperaturen te weerstaan. De ontdekking van Taq-polymerase stelde de PCR in staat om in een relatief eenvoudige machine in een enkele gesloten buis te presteren. Vanwege deze eigenschappen van Taq-polymerase wordt PCR een populaire routinematig uitgevoerde laboratoriumtechniek in veel moleculair-biologische analyses met betrekking tot DNA-analyse.
Taq-polymerase wordt veel gebruikt in moleculair-biologische technieken en er is behoefte aan grootschalige productie van Taq-polymerase. Daarom was met behulp van de recombinant-DNA-technologie en genklonering het gen dat codeerde voor het Taq-DNA-polymerase, gekloneerd en tot expressie gebracht in Escherichia coli. Dit heeft de productie van recombinant Taq-polymerase aanzienlijk vergemakkelijkt en de prijs van dit enzym voor adequaat gebruik verlaagd.
Figuur 1: Taq Polymerase
Wat is DNA-polymerase?
DNA-polymerase is een enzym dat de synthese van DNA uit nucleotiden katalyseert. Het is het meest nauwkeurige enzym dat verantwoordelijk is voor het dupliceren van genomen en het doorgeven van genetische informatie aan nakomelingen. Tijdens celdeling dupliceert DNA-polymerase al zijn DNA en geeft het één kopie door aan elke dochtercel. In 1955 werd bij Arthur Kornberg DNA-polymerase ontdekt in E Coli. De functie van DNA-polymerase hangt af van verschillende vereisten; template DNA, Mg+2 ionen, alle vier de soorten deoxynucleotiden (dATP, dTTP, dCTP en dGTP), en een korte sequentie van RNA (primer). Synthese van het DNA wordt gedaan in de richting van 5'naar 3' door DNA-polymerase.
DNA-polymerasen kunnen worden gegroepeerd in zeven verschillende families: A, B, C, D, X, Y en RT (Reverse transcriptase). Retrovirussen coderen voor RT; een ongebruikelijk DNA-polymerase dat een RNA-sjabloon nodig heeft voor DNA-synthese. Er zijn vijf verschillende soorten DNA-polymerasen gevonden in prokaryoten voor verschillende rollen in de DNA-replicatie. DNA-polymerase 3 is verantwoordelijk voor de polymerisatie van de nieuwe DNA-streng. DNA-polymerase 1 is verantwoordelijk voor het repareren en patchen van DNA. DNA-polymerasen 2, 4 en 5 zijn verantwoordelijk voor het repareren en proeflezen van DNA. In eukaryoten zijn er 15 verschillende soorten DNA-polymerasen. Ze omvatten vijf grote families.
Figuur 2: DNA-polymerase
DNA-polymerasen worden gebruikt bij genklonering, PCR, DNA-sequencing, SNP-detectie, moleculaire diagnostiek, enz. Taq-polymerase is een soort DNA-polymerase dat hoge temperaturen kan verdragen en beschikbaar is voor DNA-synthese zonder afbraak.
Wat is het verschil tussen Taq-polymerase en DNA-polymerase?
Taq-polymerase versus DNA-polymerase |
|
| Taq DNA-polymerase is een enzym dat DNA aanmaakt. Het is een thermostabiel enzym dat wordt aangetroffen in thermofielen | DNA-polymerase is een enzym dat de DNA-replicatie vergemakkelijkt en wordt aangetroffen in zowel prokaryotische als eukaryote organismen. |
| Degradatie bij hoge temperaturen | |
| Taq-polymerase is actief bij hoge temperaturen. | DNA-polymerasen worden afgebroken bij hoge temperaturen die eiwitten denatureren. |
| Gebruik | |
| Dit wordt veel gebruikt in PCR | Taq-polymerase verving het DNA-polymerase van coli dat oorspronkelijk werd gebruikt in PCR. |
Samenvatting – Taq-polymerase versus DNA-polymerase
DNA-polymerasen zijn de enzymen die DNA synthetiseren uit deoxynucleotiden (bouwstenen van DNA) wanneer de template en primers beschikbaar zijn. DNA-polymerasen zijn nodig om het DNA van de cellen te dupliceren en tijdens de celdeling in identieke dochtercellen over te gaan. DNA-polymerasen voegen nieuwe nucleotiden toe aan het 3'-uiteinde van de primer en verlengen de synthese van de nieuwe DNA-streng in de 5'- naar 3'-richting. Taq DNA-polymerase is een van een DNA-polymerase-enzym dat zeer nuttig is in de polymerasekettingreactie (PCR) -methode voor DNA-amplificatie. E. coli DNA-polymerase 1 werd eerder gebruikt voor PCR, maar commerciële Taq-polymerase verving het vanwege de hoge specificiteit van primerbinding bij verhoogde temperaturen en de productie van een hogere opbrengst van het gewenste product met minder niet-specifiek amplificatieproduct. Dit is het verschil tussen Taq-polymerase en DNA-polymerase.
