Негізгі айырмашылық – Так полимераза мен ДНҚ полимераза
ДНҚ-полимераза – оның құрылыс блоктарынан (нуклеотидтер) жаңа ДНҚ жасайтын фермент. Прокариоттар мен эукариоттарда ДНҚ-полимеразалардың әртүрлі типтері кездеседі. ДНҚ-ның дупликациясы осы арнайы ферменттердің болуына байланысты жүзеге асады, ал генетикалық ақпарат ұрпаққа ДНҚ-полимеразалардың әсерінен беріледі. Так полимераза - термотұрақты және ПТР-да кеңінен қолданылатын ДНҚ-полимеразаның ерекше түрі. Taq полимераза термофильді бактерияларда кездеседі және in vitro ДНҚ репликациясында тазартылады. Taq полимераза мен ДНҚ полимеразасының негізгі айырмашылығы Taq полимеразасы денатурациясыз жоғары температураға төтеп бере алады, ал басқа ДНҚ полимеразалары жоғары температурада (ақуызды ыдырататын температурада) денатураланады.
Так полимераза дегеніміз не?
Taq полимераза (Taq DNA polymerase) – ПТР әдісі арқылы in vitro ДНҚ синтездеу үшін қолданылатын фермент. Оны ыстық су көздерінде және термиялық саңылауларда тұратын Thermus aquaticus деп аталатын термофильді бактерия шығарады. Так полимераза – жоғары температурада ыдырамайтын термотұрақты фермент. Taq полимераза бірінші рет тазартылды және Chien et al. 1976 жылы. ПТР әдістемесі ПТР кезінде жоғары температура мен температура ауытқуларына шыдау қабілетіне байланысты Taq полимераза көмегімен орындалады. Так полимераза праймерлер, нуклеотидтер және бір тізбекті үлгі ДНҚ болған кезде ДНҚ синтезін катализдейді. Фермент молекулалық салмағы шамамен 94 кДа болатын бір полипептидтен тұрады. Taq полимераза өзінің оңтайлы белсенділігін 80 °C температурада және 7 – 8 рН диапазонында магний иондарының қатысуымен көрсетеді. Оның полимераза және экзонуклеаза белсенділігі бар. Фермент бір полипептидтік тізбектен тұрады және Taq полимераза генінде жоғары G және C мазмұны бар (67.9%).
Термотұрақты Taq полимераза жоғары температурада ПТР жүргізуге мүмкіндік береді, бұл праймерлердің ерекшелігін арттырады және қажетсіз ПТР өнімдерінің (праймер димерлері) түзілуін азайтады. Taq полимераза сонымен қатар жоғары температураға төтеп беру қабілетіне байланысты ПТР реакциясының әрбір циклінен кейін ПТР реакциясына жаңа ферменттерді қосу қажеттілігін жояды. Taq полимеразасының ашылуы ПТР-ны салыстырмалы қарапайым машинада бір жабық түтікте орындауға мүмкіндік берді. Taq полимеразасының осы қасиеттерінің арқасында ПТР ДНҚ талдауына қатысты көптеген молекулалық биология талдауларында жиі орындалатын танымал зертханалық әдіске айналады.
Taq полимеразасы молекулалық биологиялық әдістерде кеңінен қолданылады және кең ауқымды Taq полимераза өндірісі қажет. Сондықтан, рекомбинантты ДНҚ технологиясын және генді клондауды қолдана отырып, Taq ДНҚ полимеразасын кодтаған ген ішек таяқшасында клондалып, экспрессияланды. Бұл рекомбинантты Taq полимеразасын өндіруді айтарлықтай жеңілдетіп, адекватты пайдалану үшін осы ферменттің бағасын төмендетті.
1-сурет: Так полимераза
ДНҚ-полимераза дегеніміз не?
ДНҚ-полимераза – нуклеотидтерден ДНҚ синтезін катализдейтін фермент. Бұл геномдарды көбейтуге және ұрпаққа генетикалық ақпаратты беруге жауапты ең дәл фермент. Жасушаның бөлінуі кезінде ДНҚ-полимераза өзінің барлық ДНҚ-сын көбейтеді және әрбір еншілес жасушаға бір көшірмені береді. 1955 жылы Артур Корнберг E Coli-де ДНҚ полимеразасын ашты. ДНҚ-полимеразаның қызметі бірнеше талаптарға байланысты; шаблон ДНҚ, Mg+2 иондары, дезоксинуклеотидтердің барлық төрт түрі (dATP, dTTP, dCTP және d GTP) және РНҚ қысқа тізбегі (праймер). ДНҚ синтезі ДНҚ-полимераза арқылы 5'-3' бағытында жүзеге асырылады.
ДНҚ-полимеразаларды жеті түрлі отбасына топтастыруға болады: A, B, C, D, X, Y және RT (кері транскриптаза).ретровирустар RT үшін кодтайды; ДНҚ синтезі үшін РНҚ үлгісін қажет ететін ерекше ДНҚ полимераза. Прокариоттарда ДНҚ репликациясында әртүрлі рөлдерге арналған ДНҚ полимеразаларының бес түрлі түрі бар. ДНҚ-полимераза 3 ДНҚ-ның жаңа тізбегінің полимерленуіне жауап береді. ДНҚ-полимераза 1 ДНҚ-ны жөндеуге және түзетуге жауап береді. ДНҚ полимеразалары 2, 4 және 5 ДНҚ-ны жөндеуге және оқуға жауапты. Эукариоттарда ДНҚ-полимеразалардың 15 түрлі түрі бар. Олардың құрамында бес негізгі отбасы бар.
2-сурет: ДНҚ полимераза
ДНҚ полимеразалары гендерді клондау, ПТР, ДНҚ секвенирлеу, SNP анықтау, молекулалық диагностика, т.б. үшін пайдаланылады. Taq полимераза - жоғары температураға шыдайтын және ДНҚ синтезі үшін деградациясыз қол жетімді болатын ДНҚ полимеразасының бір түрі.
Так-полимераза мен ДНҚ-полимеразаның айырмашылығы неде?
Так полимераза және ДНҚ полимераза |
|
| Taq ДНҚ-полимераза – ДНҚ түзетін фермент. Бұл термофилдерде кездесетін термотұрақты фермент | ДНҚ-полимераза – ДНҚ репликациясын жеңілдететін және прокариоттық және эукариоттық организмдерде кездесетін фермент. |
| Жоғары Температурадағы Деградация | |
| Taq полимераза жоғары температурада белсенді. | ДНҚ-полимеразалар ақуызды денатурациялайтын жоғары температурада ыдырайды. |
| Қолдану | |
| Бұл ПТР-да кеңінен қолданылады | Taq полимеразасы бастапқыда ПТР-да қолданылған колиден алынған ДНҚ-полимеразаны ауыстырды. |
Қорытынды – Так полимераза және ДНҚ полимераза
ДНҚ полимеразалары шаблон мен праймерлер қол жетімді болған кезде дезоксинуклеотидтерден (ДНҚ құрылыс блоктары) ДНҚ синтездейтін ферменттер. ДНҚ полимеразалары жасушалардың ДНҚ-сын көбейту және жасушаның бөлінуі кезінде бірдей еншілес жасушаларға өту үшін қажет. ДНҚ полимеразалары праймердің 3' ұшына жаңа нуклеотидтерді қосады және жаңа ДНҚ тізбегінің синтезін 5' - 3' бағытқа ұзартады. Taq ДНҚ полимеразасы ДНҚ-ны күшейтудің полимеразды тізбекті реакция (ПТР) әдісінде өте пайдалы ДНҚ-полимераза ферменттерінің бірі болып табылады. E. coli ДНҚ полимераза 1 ПТР үшін бұрын қолданылған, бірақ жоғары температурада праймерді байланыстырудың жоғары ерекшелігіне және спецификалық емес күшейту өнімімен қалаған өнімнің жоғары шығымдылығына байланысты коммерциялық Taq полимераза оны ауыстырды. Бұл Taq Полимераза мен ДНҚ Полимераза арасындағы айырмашылық.
