Rozdiel medzi DNA ligáza a DNA polymeráza

Kľúčový rozdiel - DNA ligáza vs. DNA polymeráza
 

DNA ligáza a DNA polymeráza sú dôležité enzýmy podieľajúce sa na replikácii DNA a mechanizmoch opravy DNA organizmov. DNA ligáza je zodpovedná za spojenie DNA fragmentov katalyzáciou tvorby fosfodiesterových väzieb medzi nukleotidmi. DNA polymeráza je zodpovedná za syntézu DNA z jej stavebných blokov (nukleotidov) pomocou templátovej DNA. Toto je kľúčový rozdiel medzi DNA ligázou a DNA polymerázou.

OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je DNA ligáza
3. Čo je DNA polymeráza
4. Porovnanie bok po boku - DNA Ligase vs DNA Polymerase
5. Zhrnutie

Čo je DNA ligáza?

DNA ligáza je enzým, ktorý katalyzuje tvorbu fosfodiesterovej väzby medzi 3'-OH a 5'-PO₄ skupiny nukleotidov a uľahčuje spájanie fragmentov DNA. Je tiež známy ako molekulárny prešívací materiál. Táto schopnosť umožňuje vyplnenie medzier alebo zárezov DNA a spojenie fragmentov Okazaki vytvorených počas replikácie DNA. DNA ligázy sú vysoko užitočné v technológii rekombinantnej DNA na produkciu rekombinantných molekúl DNA. DNA ligáza spája požadovanú DNA s vektorovou DNA. Preto je pre organizmy dôležitým enzýmom.

Enzým DNA ligázy závisí od kofaktora a Mg2⁺ ióny pre svoju funkciu. V DNA ligázach pomáhajú dva kofaktory. NAD⁺ pôsobí ako kofaktor pre bakteriálne DNA ligázy, zatiaľ čo ATP často pôsobí ako vírus kofaktorov a eukaryotické DNA ligázy. Akcia eukaryotickej DNA ligázy sa dokončí tromi hlavnými krokmi.

Krok 01. DNA ligáza atakuje molekulu ATP a uvoľňuje pyrofosfát (dve fosfátové skupiny) a AMP a vytvára ligázovo-adenylátový medziprodukt väzbou kovalentne s výsledným AMP.

Krok 02: Vytvorený enzýmový medziprodukt AMP prenáša AMP na 5 'fosfát niklu a vytvára DNA - adenylát (5'-fosfátový kyslík reťazca DNA útočí na fosfor medzi ligázou a adenylátovým medziproduktom).

Krok 03: DNA ligáza katalyzuje útok 3'-OH niklu na DNA-adenylát, aby sa pripojila k polynukleotidom a uvoľňuje AMP.

DNA ligázy sa obvykle izolujú z bakteriofágu T4 a vo veľkej miere sa používajú v technológii rekombinantnej DNA.

Obrázok 01: DNA ligáza pri oprave Nickom

Čo je DNA polymeráza?

DNA polymeráza je všadeprítomný enzým prítomný vo všetkých organizmoch podieľajúcich sa na syntéze DNA a replikácii genómu. Genetické informácie prechádzajú z rodičov na potomkov pomocou DNA polymeráz. Katalyzuje syntézu novej DNA komplementárnej k existujúcej DNA. DNA polymeráza pridáva nukleotidy (stavebné bloky nukleových kyselín) do 3 'OH skupiny primérovej sekvencie a pokračuje v formovaní vlákna v smere 5'. Väčšina DNA polymeráz má 5 'až 3' polymerázovú aktivitu a 3 'až 5' exonukleázovú aktivitu na korekciu.

Prokaryotické DNA polymerázy sú opísané v piatich hlavných skupinách. Eukaryoty obsahujú najmenej 16 rôznych DNA polymeráz. Všetky tieto DNA polymerázy sú zoskupené do siedmich rodín, konkrétne A, B, C, D, X, Y a RT (Reverzná transkriptáza)..

Obrázok 02: Replikácia DNA riadená DNA polymerázou

Aký je rozdiel medzi DNA Ligase a DNA Polymerase?

DNA ligáza vs. DNA polymeráza
DNA ligáza je enzým, ktorý katalyzuje tvorbu fosfodiesterových väzieb medzi nukleotidmi a spája fragmenty DNA dohromady.	DNA polymeráza je enzým, ktorý katalyzuje syntézu DNA pomocou nukleotidov.
Úloha v replikácii DNA
DNA ligáza je ďalší enzým pri replikácii DNA, ktorý spája fragmenty Okazaki.	DNA polymeráza je hlavným enzýmom pri replikácii DNA.
požiadavky
Závisí to od Mg2+ ióny a ATP / NAD+ kofaktory	Závisí to od templátu, nukleotidov, primerov a Mg2+.
funkcie
DNA ligáza je dôležitá pre rekombináciu DNA, opravu DNA a replikáciu DNA.	DNA polymeráza je dôležitá pre replikáciu DNA, opravu DNA a technológiu rekombinácie DNA.

Zhrnutie - DNA Ligase vs DNA Polymerase

DNA ligáza je dôležitý enzým, ktorý je potrebný na spojenie DNA fragmentov fosfodiesterovými väzbami. DNA polymeráza je hlavným enzýmom dôležitým pre novú syntézu DNA. Kľúčový rozdiel medzi DNA ligázou a DNA polymerázou je ich funkcia. Oba enzýmy sú však nevyhnutné na opravu DNA, replikáciu DNA a technológiu rekombinantnej DNA.

referencie:
Rossi, R., A. Montecucco, G. Ciarrocchi a G. Biamonti. „Funkčná charakterizácia T4 DNA ligázy: nový pohľad na mechanizmus účinku.“ Výskum nukleových kyselín. U.S. National Library of Medicine, 1. júna 1997. Web. 11. marca 2017
Martin, Ina V. a Stuart A. MacNeill. „ATP-dependentné DNA ligázy.“ Genómová biológia. BioMed Central, 2002. Web. 11. marca 2017
Garcia-Diaz, Miguel a Katarzyna Bebenek. "Viacnásobné funkcie DNA polymeráz." Kritické prehľady v prírodných vedách. Americká národná lekárska knižnica, marec 2007. Web. 11. marca 2017

S láskavým dovolením:
1. „Ligase nick repair mecanism“ od Jrmcnall - ChemDraw (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „Replikačné zariadenie Phage T7“ Autor: Danykl - Vlastná práca (CC BY-SA 4.0) cez Commons Wikimedia