Негізгі айырмашылық – ДНҚ полимераза 1 және 2 және 3
ДНҚ-полимераза - тірі ағзалардың ДНҚ репликациясына қатысатын ферменттердің ерекше тобы. Генетикалық ақпарат бір ұрпақтан келесі ұрпаққа осы ферменттің болуына байланысты беріледі. Эукариоттар мен прокариоттарда кездесетін ДНҚ-полимераза ферментінің әртүрлі формалары бар. ДНҚ-полимераза 1, 2 және 3 тек прокариоттық организмдерде кездеседі және олар ДНҚ репликациясында әртүрлі рөл атқарады. ДНҚ-полимераза 12 және 3 арасындағы негізгі айырмашылық негізінен әрбір ферменттің негізгі қызметіне байланысты. ДНҚ-полимераза 3 ДНҚ синтезін катализдейтін негізгі фермент болып табылады, ал ДНҚ-полимераза 1 және 2 ДНҚ-ны жөндеуге және тексеруге қатысады.
ДНҚ-полимераза дегеніміз не?
ДНҚ дупликациясы генетикалық ақпаратты ата-анадан ұрпаққа беру үшін қажет. Бұған ДНҚ полимераза деп аталатын арнайы фермент ықпал етеді. ДНҚ-полимеразаны тірі жасушаларда бар ДНҚ-ға комплементарлы ДНҚ синтезін катализдейтін барлық жерде болатын фермент ретінде анықтауға болады. Оны алғаш рет E coli-де 1955 жылы Артур Корнберг ашқан. ДНҚ репликациясы мен қызмет көрсетуі негізінен жасушадағы ДНҚ полимеразалармен басқарылады. ДНҚ-полимеразалардың ашылуы молекулалық биологияның көптеген әдістеріне көмектесті. Бұл көптеген молекулалық биологиялық әдістерді қоса алғанда, ПТР, гендерді клондау, гендерді секвенирлеу, ауруды диагностикалау, гендік терапия, полиморфизмді талдау және т.б. кезінде нуклеотидтерден организмдердің бастапқы ДНҚ-сына ұқсас жаңа ДНҚ тізбегдерін синтездеу үшін қажетті фермент.
ДНҚ полимеразалары пішіні мен өлшемінен ерекшеленетін бірнеше пішінде болады. Олар бірнеше отбасыларға жатады: A, B, C, D, X, Y және RT. Прокариоттық ДНҚ-полимеразалар бес түрлі санатқа топтастырылған: ДНҚ-полимераза 1, ДНҚ-полимераза 2, ДНҚ-полимераза 3, ДНҚ-полимераза 4 және ДНҚ-полимераза 5. Эукариоттық организмдерде шамамен он бес түрлі ДНҚ полимеразалары бар, атап айтқанда полимераза β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ және ν.
01-сурет: ДНҚ полимераза
ДНҚ-полимераза арқылы жаңа ДНҚ синтездегенде, ол 3' ұшынан басталып, ДНҚ шаблонына комплементарлы бір уақытта нуклеотидтерді қосу арқылы синтезді 5' соңына қарай бағыттайды. Тізбек синтезін бастау үшін ДНҚ полимеразаға бұрыннан бар 3' OH тобы қажет және оны праймер деп аталатын шағын ДНҚ немесе РНҚ фрагменті қамтамасыз етеді. ДНҚ полимераза ДНҚ шаблонын оқиды және 3' ұшынан 5' ұшына қарай жылжи отырып, жаңа 5'-3' ДНҚ тізбегін жасайды.
ДНҚ-полимераза 1 дегеніміз не?
ДНҚ полимераза 1 (Пол 1) - бактериялардың ДНҚ репликациясына көмектесетін прокариоттарда кездесетін фермент. Бұл 1956 жылы Артур Корнберг ашқан ДНҚ-полимеразаның бірінші түрі. Бұл фермент барлық прокариоттық организмдерде бар. Pol 1 polA генімен кодталған және 928 аминқышқылдарынан тұрады. Оның 5'-тен 3'ке дейінгі экзонуклеаза белсенділігі бар; осылайша, ол ДНҚ репликациялаушы фермент емес, ДНҚ түзететін фермент ретінде танымал. Сондай-ақ, оның үлгі ДНҚ босамас бұрын бірнеше полимерленуді катализдеу және жаңа ДНҚ толтыру және РНҚ праймерлерін жою арқылы Оказаки фрагменттерін біріктіру мүмкіндігі бар.
E Coli-ден бөлінген Pol 1 молекулалық қолданбаларда кеңінен қолданылды. Алайда, Taq Polymerase ашылғаннан кейін ол ПТР технологиясында E Coli Pol 1-ді ауыстырды. Taq полимераза - Pol 1-ге жататын термотұрақты ДНҚ-полимераза түрі.
02-сурет: ДНҚ полимераза 1
ДНҚ-полимераза 2 дегеніміз не?
ДНҚ-полимераза 2 (Пол 2) ДНҚ репликациясын катализдейтін прокариоттық фермент болып табылады. Ол полимераза В отбасына жатады және пол В генімен кодталады. Оны алғаш рет E Coli-ден 1970 жылы Томас Корнберг ашқан. Пол 2 – 783 аминқышқылынан тұратын глобулярлы ақуыз. Ол 3'-ден 5'-ке дейін экзонуклеаза белсенділігіне және 5'-3' полимераза белсенділігіне ие. Ол ДНҚ репликациясының сенімділігі мен процестілігін сақтау үшін ДНҚ-полимераза 3 ферменттерімен әрекеттеседі. Pol 2 дәлдік үшін жаңадан синтезделген ДНҚ-ны тексеру мүмкіндігіне де ие.
03-сурет: ДНҚ полимераза 2
ДНҚ-полимераза 3 дегеніміз не?
ДНҚ-полимераза 3 (Пол 3) прокариоттарда ДНҚ репликациясын катализдейтін негізгі фермент болып табылады. Ол полимераза С отбасына жатады және polC генімен кодталады. Оны 1970 жылы Томас Корнберг ашқан. Пол 3 репликация шанышқысының құрамдас бөлігі болып табылады және жаңадан полимерленетін ДНҚ тізбегіне секундына 1000 нуклеотид қоса алады.
Pol 3 – он түрлі ақуыздан тұратын голофермент және үш функционалды молекуласы бар, атап айтқанда α, ε және θ. Пол 3-тің үш функционалды молекуласы ферменттің үш әрекетіне жеке жауап береді. α суббірлігі ДНҚ полимерленуін басқарады, ал ε пол 3 ферментінің экзонуклеазаны тексеру белсенділігін басқарады. θ қосалқы бірлігі ε бөлімшеге түзетуге көмектеседі.
04-сурет: ДНҚ-полимераза 3 бөлімшелері
ДНҚ-полимераза 1 және 2 және 3 арасындағы айырмашылық неде?
ДНҚ-полимераза 1-2-ке қарсы 3 |
|
| Полимераз 1 | Полимераз 1 928 аминқышқылдарынан тұрады. |
| Полимераз 2 | Полимераз 2 783 амин қышқылынан тұрады. |
| Полимераз 3 | Полимераз 3 – үш функционалды суббірлікке бөлінген он белоктан тұратын голофермент. |
| Отбасы | |
| Полимераз 1 | Полимераз 1 A полимераз тобына жатады. |
| Полимераз 2 | Полимераз 2 B полимераз тобына жатады. |
| Полимераз 3 | Полимераз 3 C полимераз тобына жатады. |
| Негізгі функция | |
| Полимераз 1 | Бұл ДНҚ жөндеуіне және РНҚ праймерлерін жоюға жауапты. |
| Полимераз 2 | Бұл жаңадан түзілген ДНҚ-ның тексерілуіне, дұрыстығына және өңделуіне жауап береді |
| Полимераз 3 | Бұл ДНҚ полимерленуіне жауапты |
Қорытынды – ДНҚ полимераза 1 және 2 және 3
ДНҚ-полимераза - барлық тірі организмдерде кездесетін маңызды ферменттер класы. ДНҚ-полимеразаның негізгі қызметі – ДНҚ репликациясы. Ол нуклеотидтерді құрастыруға және бар ДНҚ үшін жаңа комплементарлы ДНҚ синтездеуге қабілетті. Бұл фермент пішіні мен өлшеміне қарай әртүрлі формаларда болады. ДНҚ-полимераза 1, 2 және 3 ДНҚ репликациясына қатысатын прокариоттық ДНҚ-полимеразалар. Пол 1 ДНҚ зақымдануын қалпына келтіруді катализдейді. Пол 2 ДНҚ репликациясының сенімділігі мен процестілігін катализдейді. Pol 3 5'-3' ДНҚ полимерленуін катализдейді.
