Mahalagang Pagkakaiba – DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3
Ang DNA polymerase ay isang espesyal na clade ng mga enzyme na kasangkot sa pagtitiklop ng DNA ng mga buhay na organismo. Ang genetic na impormasyon ay ipinasa mula sa isang henerasyon hanggang sa susunod na henerasyon dahil sa pagkakaroon ng enzyme na ito. Mayroong iba't ibang anyo ng DNA polymerase enzyme na matatagpuan sa eukaryotes at prokaryotes. Ang DNA polymerase 1, 2 at 3 ay matatagpuan lamang sa mga prokaryotic na organismo, at gumaganap sila ng iba't ibang papel sa pagtitiklop ng DNA. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng DNA polymerase 1 2 at 3 ay pangunahing nakasalalay sa pangunahing pag-andar ng bawat enzyme. Ang DNA polymerase 3 ay ang pangunahing enzyme na nag-catalyze sa DNA synthesis, habang ang DNA polymerase 1 at 2 ay kasangkot sa pag-aayos at pag-proofread ng DNA.
Ano ang DNA Polymerase?
Ang DNA duplication ay kinakailangan para sa pagpasa ng genetic na impormasyon mula sa magulang patungo sa supling. Ito ay pinadali ng isang espesyal na enzyme na tinatawag na DNA polymerase. Ang DNA polymerase ay maaaring tukuyin bilang isang ubiquitous enzyme na nag-catalyze sa synthesis ng DNA na pantulong sa umiiral na DNA sa mga buhay na selula. Una itong natuklasan sa E coli ni Arthur Kornberg noong 1955. Pangunahing pinamamahalaan ng DNA polymerases sa cell ang pagtitiklop at pagpapanatili ng DNA. Ang pagtuklas ng mga DNA polymerases ay nakatulong sa maraming pamamaraan ng molecular biology. Ito ang enzyme na kinakailangan para mag-synthesis ng mga bagong DNA strands na katulad ng orihinal na DNA ng mga organismo mula sa mga nucleotide sa panahon ng maraming molecular biological techniques kabilang ang PCR, gene cloning, gene sequencing, diagnosis ng sakit, gene therapy, polymorphism analysis, atbp.
Umiiral ang DNA polymerase sa maraming anyo na naiiba sa hugis at sukat. Nabibilang sila sa ilang pamilya: A, B, C, D, X, Y at RT. Ang mga prokaryotic DNA polymerase ay pinagsama-sama sa limang magkakaibang mga kategorya katulad, DNA polymerase 1, DNA polymerase 2, DNA polymerase 3, DNA polymerase 4 at DNA polymerase 5. Ang mga eukaryotic organism ay may humigit-kumulang labinlimang magkakaibang DNA polymerase katulad ng polymerase β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ at ν.
Figure 01: DNA polymerase
Kapag nagsi-synthesize ng bagong DNA sa pamamagitan ng DNA polymerase, magsisimula ito sa dulong 3’ at ididirekta ang synthesis patungo sa dulong 5’ sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga nucleotide nang sabay-sabay, na pandagdag sa template na DNA. Ang DNA polymerase ay nangangailangan ng isang preexisting na 3' OH na grupo upang simulan ang chain synthesis at pinadali ng maliit na DNA o RNA fragment na tinatawag na primer. Binabasa ng DNA polymerase ang template na DNA at gumagalaw mula 3' dulo hanggang 5' dulo, na gumagawa ng bagong 5'-3' DNA strand.
Ano ang DNA Polymerase 1?
Ang DNA polymerase 1 (Pol 1) ay isang enzyme na matatagpuan sa mga prokaryote na tumutulong sa bacterial DNA replication. Ito ang unang uri ng DNA polymerase na natuklasan ni Arthur Kornberg noong 1956. Ang enzyme na ito ay naroroon sa lahat ng prokaryotic na organismo. Ang Pol 1 ay naka-encode ng gene polA at binubuo ng 928 amino acids. Mayroon itong 5' hanggang 3' exonuclease na aktibidad; kaya, ito ay sikat bilang isang DNA repairing enzyme sa halip na isang DNA replicating enzyme. Mayroon din itong kakayahang mag-catalyze ng maramihang polymerization bago ilabas ang template na DNA, at pag-ugnayin ang mga fragment ng Okazaki sa pamamagitan ng pagpuno ng bagong DNA, at pag-alis ng mga primer ng RNA.
Ang Pol 1 na nakahiwalay sa E Coli ay malawakang ginamit sa mga molecular application. Gayunpaman, sa sandaling natuklasan ang Taq Polymerase, pinalitan nito ang E Coli Pol 1 sa teknolohiya ng PCR. Ang Taq polymerase ay uri ng thermostable DNA polymerase na kabilang sa Pol 1.
Figure 02: DNA Polymerase 1
Ano ang DNA Polymerase 2?
Ang DNA polymerase 2 (Pol 2) ay isang prokaryotic enzyme na nagpapagana sa pagtitiklop ng DNA. Ito ay kabilang sa polymerase B family at naka-encode ng gen polB. Ito ay unang natuklasan mula sa E Coli ni Thomas Kornberg noong 1970. Ang Pol 2 ay isang globular protein na binubuo ng 783 amino acids. Mayroon itong parehong 3' hanggang 5' exonuclease na aktibidad at 5' hanggang 3' na polymerase na aktibidad. Nakikipag-ugnayan ito sa DNA polymerase 3 enzymes upang mapanatili ang katapatan at proseso ng pagtitiklop ng DNA. May kakayahan din ang Pol 2 na i-proofread ang bagong synthesize na DNA para sa katumpakan.
Figure 03: DNA Polymerase 2
Ano ang DNA Polymerase 3?
Ang DNA polymerase 3 (Pol 3) ay ang pangunahing enzyme na nagpapagana sa pagtitiklop ng DNA sa mga prokaryote. Ito ay kabilang sa pamilya C polymerase at naka-encode ng gene polC. Natuklasan ito ni Thomas Kornberg noong 1970. Ang Pol 3 ay isang bahagi ng replication fork at maaaring magdagdag ng 1000 nucleotides bawat segundo sa bagong polymerizing DNA strand.
Ang Pol 3 ay isang holoenzyme na binubuo ng sampung natatanging mga protina at may tatlong functional na molekula katulad ng α, ε at θ. Tatlong functional molecule ng Pol 3 ang hiwalay na responsable para sa tatlong aksyon ng enzyme. Ang α subunit ay namamahala sa polymerization ng DNA habang ang ε ay namamahala sa exonuclease proofreading na aktibidad ng pol 3 enzyme. Ang θ subunit ay tumutulong sa ε subunit para sa proofreading.
Figure 04: Mga subunit ng DNA Polymerase 3
Ano ang pagkakaiba ng DNA Polymerase 1 at 2 at 3?
DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3 |
|
| Polymerase 1 | Ang Polymerase 1 ay binubuo ng 928 amino acid. |
| Polymerase 2 | Ang Polymerase 2 ay binubuo ng 783 amino acid. |
| Polymerase 3 | Ang Polymerase 3 ay isang holoenzyme na binubuo ng sampung protina na nakaayos sa tatlong functional subunits. |
| Pamilya | |
| Polymerase 1 | Ang Polymerase 1 ay kabilang sa polymerase family A. |
| Polymerase 2 | Ang Polymerase 2 ay kabilang sa polymerase family B. |
| Polymerase 3 | Ang Polymerase 3 ay kabilang sa polymerase family C. |
| Pangunahing Function | |
| Polymerase 1 | Ito ang responsable para sa pag-aayos ng DNA at pag-alis ng mga RNA primer. |
| Polymerase 2 | Ito ay responsable para sa pag-proofread, katapatan, at proseso ng bagong nabuong DNA |
| Polymerase 3 | Ito ang responsable para sa DNA polymerization |
Buod – DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3
Ang DNA polymerase ay isang mahalagang klase ng enzyme na matatagpuan sa lahat ng nabubuhay na organismo. Ang pangunahing pag-andar ng DNA polymerase ay ang pagtitiklop ng DNA. Ito ay may kakayahang mag-assemble ng mga nucleotide at mag-synthesize ng bagong komplementaryong DNA para sa umiiral na DNA. Ang enzyme na ito ay umiiral sa iba't ibang anyo na nag-iiba mula sa hugis at sukat. Ang DNA polymerase 1, 2 at 3 ay mga prokaryotic DNA polymerase na kasangkot sa pagtitiklop ng DNA. Ang Pol 1 ay pinapagana ang pag-aayos ng mga pinsala sa DNA. Ang Pol 2 ay nag-catalyze sa katapatan at proseso ng pagtitiklop ng DNA. Pina-catalyze ng Pol 3 ang 5’ hanggang 3’ na polymerization ng DNA.
