Klíčový rozdíl – Taq polymeráza vs DNA polymeráza
DNA polymeráza je enzym, který vytváří novou DNA ze svých stavebních bloků (nukleotidů). U prokaryot a eukaryot se nacházejí různé typy DNA polymeráz. Duplikace DNA je proveditelná díky přítomnosti těchto speciálních enzymů a genetická informace je předávána potomkům působením DNA polymeráz. Taq polymeráza je speciální typ DNA polymerázy, která je termostabilní a je široce používána v PCR. Taq polymeráza se nachází v termofilních bakteriích a purifikuje se in vitro replikací DNA. Klíčový rozdíl mezi Taq polymerázou a DNA polymerázou je v tom, že Taq polymeráza může odolat vysokým teplotám bez denaturace, zatímco jiné DNA polymerázy denaturují při vysokých teplotách (při teplotách degradujících proteiny).
Co je Taq Polymerase?
Taq polymeráza (Taq DNA polymeráza) je enzym používaný pro syntézu DNA in vitro technikou PCR. Je produkován teplomilnou bakterií Thermus aquaticus, která žije v horkých pramenech a termálních průduchech. Taq polymeráza je termostabilní enzym, který se nedegraduje při vysokých teplotách. Taq polymeráza byla poprvé purifikována a publikována v Chien et al. v roce 1976. Technika PCR se provádí pomocí Taq polymerázy kvůli její schopnosti tolerovat vysokou teplotu a kolísání teploty během PCR. Taq polymeráza katalyzuje syntézu DNA, když jsou přítomny primery, nukleotidy a jednovláknová templátová DNA. Enzym se skládá z jediného polypeptidu s molekulovou hmotností přibližně 94 kDa. Taq polymeráza vykazuje optimální aktivitu při 80 °C a v rozmezí pH 7 – 8 s přítomností iontů hořčíku. Má polymerázovou i exonukleázovou aktivitu. Enzym se skládá z jediného polypeptidového řetězce a gen pro Taq polymerázu obsahuje vysoký obsah G a C (67.9 %).
Termostabilní Taq polymeráza umožňuje provádění PCR při vysokých teplotách, které zvyšují specificitu primerů a snižují produkci nežádoucích produktů PCR (dimerů primerů). Taq polymeráza také eliminuje potřebu přidávání nových enzymů do PCR reakce po každém cyklu PCR reakce díky své schopnosti odolávat vysokým teplotám. Objev Taq polymerázy umožnil provedení PCR v jediné uzavřené zkumavce v relativně jednoduchém stroji. Díky těmto vlastnostem Taq polymerázy se PCR stává populární rutinně prováděnou laboratorní technikou v mnoha molekulárně biologických analýzách týkajících se analýzy DNA.
Taq polymeráza je široce používána v molekulárně biologických technikách a existuje potřeba výroby Taq polymerázy ve velkém měřítku. Proto pomocí technologie rekombinantní DNA a klonování genu byl gen, který kóduje Taq DNA polymerázu, klonován a exprimován v Escherichia coli. To značně usnadnilo produkci rekombinantní Taq polymerázy a snížilo cenu tohoto enzymu pro adekvátní použití.
Obrázek 1: Taq Polymerase
Co je DNA polymeráza?
DNA polymeráza je enzym, který katalyzuje syntézu DNA z nukleotidů. Je to nejpřesnější enzym zodpovědný za duplikaci genomů a předávání genetické informace potomkům. Během buněčného dělení DNA polymeráza duplikuje veškerou svou DNA a předá jednu kopii každé dceřiné buňce. V roce 1955 byl Arthur Kornberg objeven DNA polymeráza v E Coli. Funkce DNA polymerázy závisí na několika požadavcích; templátová DNA, Mg+2 ionty, všechny čtyři typy deoxynukleotidů (dATP, dTTP, dCTP a d GTP) a krátká sekvence RNA (primer). Syntéza DNA se provádí ve směru 5' až 3' pomocí DNA polymerázy.
DNA polymerázy lze seskupit do sedmi různých rodin: A, B, C, D, X, Y a RT (reverzní transkriptáza). Retroviry kódují RT; neobvyklá DNA polymeráza, která potřebuje RNA templát pro syntézu DNA. Existuje pět různých typů DNA polymeráz nalezených v prokaryotech pro různé role v replikaci DNA. DNA polymeráza 3 je zodpovědná za polymeraci nového vlákna DNA. DNA polymeráza 1 je zodpovědná za opravu a záplatování DNA. DNA polymerázy 2, 4 a 5 jsou zodpovědné za opravu a korekturu DNA. V eukaryotech existuje 15 různých typů DNA polymeráz. Patří mezi ně pět hlavních rodin.
Obrázek 2: DNA polymeráza
DNA polymerázy se používají při klonování genů, PCR, sekvenování DNA, detekci SNP, molekulární diagnostice atd. Polymeráza Taq je jeden druh DNA polymerázy, která snese vysoké teploty a je k dispozici pro syntézu DNA bez degradace.
Jaký je rozdíl mezi Taq Polymerázou a DNA Polymerázou?
Taq polymeráza vs DNA polymeráza |
|
| Taq DNA polymeráza je enzym, který vytváří DNA. Je to termostabilní enzym nalezený u termofilů | DNA polymeráza je enzym, který usnadňuje replikaci DNA a nachází se v prokaryotických i eukaryotických organismech. |
| Degradace při vysokých teplotách | |
| Taq polymeráza je aktivní při vysokých teplotách. | DNA polymerázy degradují při vysokých teplotách denaturace proteinů. |
| Použít | |
| Toto je široce používáno v PCR | Taq polymeráza nahradila DNA polymerázu z coli původně používanou v PCR. |
Shrnutí – Taq polymeráza vs DNA polymeráza
DNA polymerázy jsou enzymy, které syntetizují DNA z deoxynukleotidů (stavebních bloků DNA), pokud je k dispozici templát a primery. DNA polymerázy jsou nutné k duplikování DNA buněk a přechodu do identických dceřiných buněk během buněčného dělení. DNA polymerázy přidávají nové nukleotidy na 3' konec primeru a prodlužují syntézu nového řetězce DNA ve směru od 5' do 3'. Taq DNA polymeráza je jedním z enzymů DNA polymerázy, který je velmi užitečný při metodě amplifikace DNA pomocí polymerázové řetězové reakce (PCR). DNA polymeráza 1 z E. coli byla dříve používána pro PCR, ale komerční polymeráza Taq ji nahradila kvůli její vysoké specifitě vazby primeru při zvýšených teplotách a produkci vyššího výtěžku požadovaného produktu s méně nespecifickým amplifikačním produktem. To je rozdíl mezi Taq polymerázou a DNA polymerázou.
