Avainero – DNA-ligaasi vs DNA-polymeraasi
DNA-ligaasi ja DNA-polymeraasi ovat tärkeitä entsyymejä, jotka osallistuvat organismien DNA:n replikaatioon ja DNA:n korjausmekanismeihin. DNA-ligaasi on vastuussa DNA-fragmenttien yhdistämisestä katalysoimalla fosfodiesterisidosten muodostumista nukleotidien välillä. DNA-polymeraasi vastaa DNA:n synteesistä rakennuspalikoistaan (nukleotideista) templaatti-DNA:n avulla. Tämä on avainero DNA-ligaasin ja DNA-polymeraasin välillä.
Mikä on DNA-ligaasi?
DNA-ligaasi on entsyymi, joka katalysoi fosfodiesterisidoksen muodostumista 3’ – OH:n ja 5’-PO4 nukleotidiryhmien välillä ja helpottaa DNA-fragmenttien yhdistämistä. Se tunnetaan myös molekyyliompeleena. Tämä kyky mahdollistaa DNA:n aukkojen tai kolojen täyttämisen ja DNA:n replikaation aikana muodostuneiden Okazaki-fragmenttien yhdistämisen. DNA-ligaasit ovat erittäin käyttökelpoisia yhdistelmä-DNA-tekniikassa rekombinantti-DNA-molekyylien tuottamiseksi. DNA-ligaasi yhdistää kiinnostavan DNA:n vektori-DNA:han. Siksi se on tärkeä entsyymi organismeille.
DNA-ligaasientsyymi on riippuvainen kofaktorista ja Mg2+-ioneista. On olemassa kaksi kofaktoria, jotka auttavat DNA-ligaaseissa. NAD+ toimii bakteeri-DNA-ligaasien kofaktorina, kun taas ATP toimii usein kofaktorina viruksena ja eukaryoottisen DNA-ligaasina. Eukaryoottisen DNA-ligaasin toiminta päättyy kolmen päävaiheen kautta.
Vaihe 01. DNA-ligaasi hyökkää ATP-molekyyliä vastaan ja vapauttaa pyrofosfaattia (kaksi fosfaattiryhmää) ja AMP:tä ja muodostaa ligaasi-adenylaattivälituotteen sitoutumalla kovalenttisesti tuloksena olevaan AMP:hen.
Vaihe 02: Muodostunut entsyymi AMP-välituote siirtää AMP:n loven 5'-fosfaattiin ja muodostaa DNA:ta – adenylaattia (DNA-juosteen 5'-fosfaattihappi hyökkää ligaasi-adenylaattivälituotteen fosforia vastaan).
Vaihe 03: DNA-ligaasi katalysoi loven 3'-OH:n hyökkäystä DNA-adenylaatille, jotta se liittyy polynukleotideihin ja vapauttaa AMP:n.
DNA-ligaasit eristetään yleensä T4-bakteriofageista ja niitä käytetään laajasti yhdistelmä-DNA-tekniikassa.
Kuva 01: DNA-ligaasi loven korjauksessa
Mikä on DNA-polymeraasi?
DNA-polymeraasi on kaikkialla esiintyvä entsyymi, jota esiintyy kaikissa DNA-synteesiin ja genomin replikaatioon osallistuvissa organismeissa. Geneettinen tieto siirtyy vanhemmilta jälkeläisille DNA-polymeraasien avulla. Se katalysoi uuden DNA:n synteesiä, joka on komplementaarinen olemassa olevalle DNA:lle. DNA-polymeraasi lisää nukleotideja (nukleiinihappojen rakennuspalikoita) alukesekvenssin 3' OH -ryhmään ja jatkaa juosteen muodostumista 5' suuntaan. Useimmilla DNA-polymeraaseilla on 5'-3'-polymeraasiaktiivisuus ja 3'-5'-eksonukleaasiaktiivisuus oikolukua varten.
Prokaryoottiset DNA-polymeraasit kuvataan viiteen pääryhmään. Eukaryootit sisältävät vähintään 16 erilaista DNA-polymeraasia. Kaikki nämä DNA-polymeraasit on ryhmitelty seitsemään perheeseen, jotka ovat A, B, C, D, X, Y ja RT (käänteistranskriptaasi).
Kuva 02: DNA-polymeraasiohjattu DNA-replikaatio
Mitä eroa on DNA-ligaasilla ja DNA-polymeraasilla?
DNA-ligaasi vs DNA-polymeraasi |
|
| DNA-ligaasi on entsyymi, joka katalysoi fosfodiesterisidosten muodostumista nukleotidien välillä ja yhdistää DNA-fragmentteja yhteen. | DNA-polymeraasi on entsyymi, joka katalysoi DNA:n synteesiä nukleotidien avulla. |
| Rooli DNA:n replikaatiossa | |
| DNA-ligaasi on lisäentsyymi DNA:n replikaatiossa, joka yhdistää Okazaki-fragmentteja. | DNA-polymeraasi on DNA:n replikaation pääentsyymi. |
| Requirements | |
| Se riippuu Mg2+ ioneista ja ATP/NAD+ kofaktoreista | Se riippuu templaatista, nukleotideista, alukkeista ja Mg2+. |
| Toiminnot | |
| DNA-ligaasi on tärkeä DNA:n rekombinaatiolle, DNA:n korjaukselle ja DNA:n replikaatiolle. | DNA-polymeraasi on tärkeä DNA-replikaatio-, DNA-korjaus- ja DNA-rekombinaatioteknologialle. |
Yhteenveto – DNA-ligaasi vs DNA-polymeraasi
DNA-ligaasi on tärkeä entsyymi, jota tarvitaan DNA-fragmenttien yhdistämiseen fosfodiesterisidoksilla. DNA-polymeraasi on pääentsyymi, joka on tärkeä uuden DNA-synteesin kann alta. Keskeinen ero DNA-ligaasin ja DNA-polymeraasin välillä on niiden toiminta. Molemmat entsyymit ovat kuitenkin välttämättömiä DNA:n korjaamisessa, DNA:n replikaatiossa ja yhdistelmä-DNA-tekniikassa.
