Klíčový rozdíl – T4 vs T7 DNA ligáza
DNA ligáza je důležitý enzym používaný v technikách molekulární biologie. Funguje jako molekulární lepidlo spojující nukleotidy vytvářením fosfodiesterových vazeb mezi nukleotidy. Fosfodiesterové vazby se tvoří mezi 3' hydroxylovým koncem cukerné skupiny a 5' koncovou fosfátovou skupinou. DNA ligáza je životně důležitá v procesu replikace pro spojení Okazakiho fragmentů zaostávajícího vlákna a během mechanismů opravy DNA a in vitro klonovacích experimentů pro připojení požadovaného genu k vektorovému genomu. V současné době molekulární biologové používají dvě hlavní DNA ligázy: T4 a T7 DNA ligázy. T4 DNA ligáza je jedním z prvních enzymů, které byly izolovány z T4 bakteriofága. T7 DNA ligáza, což je menší protein, je enzym izolovaný z T7 bakteriofága. Toto je klíčový rozdíl mezi T4 a T7 DNA ligázami.
Jaký je účinek DNA ligázy?
Ligace DNA probíhá ve třech krocích. Prvním krokem je nukleofilní útok na alfa-fosfor ATP za vzniku kovalentního enzym-adenylátového meziproduktu, ve kterém je AMP navázán na dusík koncového postranního řetězce lysinu. Ve druhém kroku dochází k nukleofilnímu útoku na fosfor enzymu-adenylátu substrátem DNA zakončeným 5'-fosfátem, přičemž se uvolňuje lysin a tvoří se DNA-adenylát. V posledním kroku je DNA-adenylát napaden 3'-OH jiného řetězce DNA, přičemž se uvolňuje AMP a spojují se polynukleotidy.
Co je T4 DNA ligáza?
Ligáza T4 byla první ligázou, kterou izolovali a identifikovali Meselson, Weigle a Kellenberger, a byla vůbec první komerčně vyrobenou ligázou. T4 DNA ligáza je enzym závislý na ATP, který katalyzuje tvorbu fosfodiesterové vazby. Je to jediný polypeptidový řetězec se 487 aminokyselinovými zbytky a má molekulovou hmotnost přibližně 77 kDa. Optimální pH pro jeho aktivitu leží v rozmezí 7,5 – 8.
Obrázek 01: T4 DNA ligáza
T4 DNA ligáza, jak její název napovídá, je přítomna v bakteriofágu T4 a byla izolována, když fág produkoval enzym po infekci E. coli. Enzym liguje dvouvláknové duplexy DNA s tupými konci a fragmenty, které mají být navázány, by měly být ve vzájemné těsné blízkosti.
Co je T7 DNA ligáza?
T7 ligáza je protein o velikosti 41 kDa produkovaný bakteriofágem T7 a je izolován infikováním buněk E. coli. Hlavní funkcí T7 ligázy je ligovat duplexy DNA prostřednictvím fosfodiesterových vazeb a spojovat blízké fragmenty DNA během klonovacích experimentů. Optimální pH pro T7 DNA ligázu leží v rozmezí 7,0 – 7,2. T7 ligáza je závislá na ATP. T7 DNA ligázy jsou také schopné nasedat hybridy DNA a RNA, což vede k abnormálním konformacím během transkripce; tento jev je však stále zkoumán studiemi in vitro.
Jaké jsou podobnosti mezi T4 a T7 DNA ligázou?
- T4 a T7 DNA ligáza se účastní ligační reakce nasedáním duplexů DNA prostřednictvím tvorby fosfodiesterové vazby mezi 3' OH koncem a 5' fosfátovým koncem fragmentu DNA.
- Oba enzymy ligují duplexy DNA s tupými konci, které jsou ve vzájemné těsné blízkosti.
- Oba enzymy jsou závislé na ATP.
- Tyto enzymy se izolují infikováním buněk E. coli konkrétním bakteriofágem.
- Aplikace obou enzymů zahrnují:
- Molekulární klonování – ligace genu zájmu k vektoru
- Oprava DNA – oprava dvouřetězcových výklenků
- Replikace DNA in vitro
- Ligasová řetězová reakce
Jaký je rozdíl mezi T4 a T7 DNA ligázou?
T4 vs T7 DNA ligáza |
|
| T4 DNA ligáza typ DNA ligázy izolovaný z bakteriofága T4 a podílí se na ligaci sousedních fragmentů DNA prostřednictvím tvorby fosfodiesterové vazby. | T7 DNA ligáza typ DNA ligázy izolovaný z bakteriofágu T7 a podílí se na ligaci sousedních fragmentů DNA prostřednictvím tvorby fosfodiesterové vazby. |
| Velikost bílkovin | |
| Velikost T4 DNA ligázy je 77 kDa – větší ve srovnání s T7 DNA ligázou. | Velikost T7 DNA ligázy je 41 kDa. |
| Optimální pH | |
| rozsah pH, který funguje T4 DNA ligáza je 7,5 – 8,0. | rozsah pH, který funguje T7 DNA ligáza je 7,0 – 7,2. |
Shrnutí – T4 vs T7 DNA ligáza
DNA ligázy jsou důležitou třídou enzymů zapojených do molekulárního klonování za účelem produkce rekombinantních molekul DNA obsahujících požadovaný gen. Ligační reakce je reakce využívající energii a probíhají nové výzkumné studie ke zlepšení přesnosti prostřednictvím modulace dostupných ligáz. T4 a T7 DNA ligázy jsou dva typy důležitých DNA ligázových enzymů používaných v molekulárně biologických technikách. T7 DNA ligáza je také výsledkem výzkumu, který byl založen na primární ligáze izolované z T4 infikovaných E. coli. T7 se vyznačuje větší efektivitou a přesností při plnění své funkce díky své menší velikosti. To je rozdíl mezi T4 a T7 ligázou.
Stáhnout PDF verzi T4 vs T7 DNA Ligase
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citací. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi T4 a T7 Ligase.
