Verschil tussen Taq-polymerase en DNA-polymerase

Belangrijkste verschil - Taq Polymerase versus DNA-polymerase
 

DNA-polymerase is een enzym dat uit zijn bouwstenen (nucleotiden) nieuw DNA maakt. In prokaryoten en eukaryoten worden verschillende typen DNA-polymerasen gevonden. DNA-duplicatie is mogelijk door de aanwezigheid van deze speciale enzymen en genetische informatie wordt doorgegeven aan de nakomelingen door de werking van DNA-polymerasen. Taq-polymerase is een speciaal type DNA-polymerase dat thermostabiel is en veel wordt gebruikt in PCR. Taq-polymerase wordt aangetroffen in thermofiele bacteriën en gezuiverd in vitro DNA-replicatie. De belangrijk verschil tussen Taq-polymerase en DNA-polymerase is dat Taq-polymerase is bestand tegen hoge temperaturen zonder denaturering, terwijl andere DNA-polymerasen denatureren bij hoge temperaturen (bij eiwitafbrekende temperaturen).

INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is Taq Polymerase
3. Wat is DNA-polymerase
4. Vergelijking zij aan zij - Taq Polymerase versus DNA-polymerase
5. Samenvatting

Wat is Taq Polymerase?

Taq-polymerase (Taq DNA-polymerase) is een enzym dat wordt gebruikt voor het synthetiseren van DNA in vitro door PCR-techniek. Het wordt geproduceerd door de thermofiele bacterie genaamd Thermus aquaticus die leeft in hete bronnen en thermische ventilatieopeningen. Taq-polymerase is een thermostabiel enzym dat niet afbreekt bij hoge temperaturen. Taq-polymerase werd voor de eerste keer gezuiverd en gepubliceerd in Chien et al. in 1976. PCR-techniek wordt uitgevoerd met behulp van Taq-polymerase vanwege het vermogen ervan hoge temperatuur- en temperatuurschommelingen tijdens de PCR te verdragen. Taq-polymerase katalyseert de DNA-synthese wanneer er primers, nucleotiden en het enkelstrengs matrijs-DNA zijn. Het enzym bestaat uit een enkel polypeptide met een molecuulgewicht van ongeveer 94 kDa. Taq-polymerase vertoont zijn optimale activiteit bij 80 ° C en bij een pH-bereik van 7 - 8 met de aanwezigheid van Magnesiumionen. Het heeft zowel polymerase- als exonucleaseactiviteit. Het enzym is samengesteld uit een enkele polypeptideketen en het gen voor Taq-polymerase bevat een hoog G- en C-gehalte (67,9%).

Thermostabiel Taq-polymerase maakt het mogelijk PCR bij hoge temperaturen uit te voeren die de specificiteit van primers verhogen en de productie van ongewenste PCR-producten (primerdimeren) verminderen. Taq-polymerase elimineert ook de noodzaak voor het toevoegen van nieuwe enzymen aan de PCR-reactie na elke PCR-reactiecyclus vanwege het vermogen ervan om hoge temperaturen te weerstaan. De ontdekking van Taq-polymerase stelde de PCR in staat om in een relatief gesloten machine in een enkele gesloten buis te presteren. Vanwege deze eigenschappen van Taq-polymerase wordt PCR een populaire routinematig uitgevoerde laboratoriumtechniek in vele moleculaire biologie-analyses met betrekking tot DNA-analyse.

Taq-polymerase wordt veel gebruikt in moleculair biologische technieken, en er is behoefte aan Taq-polymeraseproductie op grote schaal. Daarom was het gen dat codeerde voor het Taq DNA-polymerase, met behulp van de recombinante DNA-technologie en genklonen, gekloond en tot expressie gebracht in Escherichia coli. Dit heeft het productie-recombinante Taq-polymerase aanzienlijk vergemakkelijkt en de prijs van dit enzym voor adequaat gebruik verlaagd.

Figuur 1: Taq-polymerase

Wat is DNA-polymerase?

DNA-polymerase is een enzym dat de synthese van DNA uit nucleotiden katalyseert. Het is het meest nauwkeurige enzym dat verantwoordelijk is voor het dupliceren van genomen en het doorgeven van genetische informatie aan nakomelingen. Tijdens celdeling dupliceert DNA-polymerase al zijn DNA en geeft één kopie door aan elke dochtercel. In 1955 ontdekte Arthur Kornberg DNA-polymerase in E coli. De functie van DNA-polymerase is afhankelijk van verschillende vereisten; template DNA, Mg⁺² ionen, alle vier soorten deoxynucleotiden (dATP, dTTP, dCTP en d GTP) en een korte sequentie van RNA (primer). Synthese van het DNA wordt uitgevoerd in de richting van 5'to 3 'door DNA-polymerase.

DNA-polymerasen kunnen worden gegroepeerd in zeven verschillende families: A, B, C, D, X, Y en RT (reverse transcriptase). Retrovirussen coderen voor RT; een ongebruikelijke DNA-polymerase die een RNA-template voor DNA-synthese nodig heeft. Er zijn vijf verschillende soorten DNA-polymerasen gevonden in prokaryoten voor verschillende rollen in de DNA-replicatie. DNA-polymerase 3 is verantwoordelijk voor de polymerisatie van de nieuwe DNA-streng. DNA-polymerase 1 is verantwoordelijk voor het repareren en patchen van DNA. DNA-polymerasen 2, 4 en 5 zijn verantwoordelijk voor het repareren en proeflezen van DNA. In eukaryoten zijn er 15 verschillende typen DNA-polymerasen. Ze omvatten vijf grote gezinnen.

Figuur 2: DNA-polymerase

DNA-polymerasen worden gebruikt bij genklonen, PCR, DNA-sequentiebepaling, SNP-detectie, moleculaire diagnostiek, enz. Taq-polymerase is een soort van een DNA-polymerase dat hoge temperaturen kan tolereren en beschikbaar is voor DNA-synthese zonder degradatie.

Wat is het verschil tussen Taq-polymerase en DNA-polymerase?

Taq Polymerase versus DNA-polymerase
Taq DNA-polymerase is een enzym dat DNA creëert. Het is een thermostabiel enzym dat wordt aangetroffen in thermofielen	DNA-polymerase is een enzym dat de DNA-replicatie vergemakkelijkt en wordt gevonden in zowel prokaryotische als eukaryotische organismen.
Degradatie bij hoge temperaturen
Taq-polymerase is actief bij hoge temperaturen.	DNA-polymerasen worden afgebroken bij eiwit denaturerende hoge temperaturen.
Gebruik
Dit wordt veel gebruikt in PCR	Taq-polymerase verving het DNA-polymerase van coli oorspronkelijk gebruikt in PCR.

Samenvatting - Taq Polymerase versus DNA-polymerase

DNA-polymerasen zijn de enzymen die DNA uit deoxynucleotiden (bouwstenen van DNA) synthetiseren wanneer de sjabloon en primers beschikbaar zijn. DNA-polymerasen zijn nodig om het DNA van de cellen te dupliceren en tijdens de celdeling in identieke dochtercellen over te gaan. DNA-polymerasen voegen nieuwe nucleotiden toe aan het 3'-uiteinde van de primer en verlengen de nieuwe DNA-strengsynthese in 5 'naar 3'-richting. Taq DNA-polymerase is een van een DNA-polymerase-enzym dat zeer bruikbaar is in polymerasekettingreactie (PCR) -werkwijze van DNA-amplificatie. E coli DNA-polymerase 1 werd eerder gebruikt voor PCR, maar commercieel Taq-polymerase verdrong het vanwege zijn hoge specificiteit van primerbinding bij verhoogde temperaturen en productie van een hogere opbrengst van het gewenste product met minder niet-specifiek amplificatieproduct. Dit is het verschil tussen Taq-polymerase en DNA-polymerase.

Referentie:
1.Ishino, Sonoko en Yoshizumi Ishino. "DNA-polymerasen als bruikbare reagentia voor biotechnologie - de geschiedenis van ontwikkelingsonderzoek in het veld." Frontiers in Microbiology. Frontiers Media S.A., 2014. Web. 28 feb. 2017
2 "Taq en andere thermostabiele DNA-polymerasen." Springer Springer Nederland, 1 januari 1970. Web 28 februari 2017
3.Stillman, Bruce. "DNA-polymerasen aan de replicatievork in eukaryoten." Moleculaire cel. Amerikaanse National Library of Medicine, 9 mei 2008. Web. 28 feb. 2017
4.EukaryoteDNAP-polymerasen - Universiteit van Oxford. "N.p., n.d. Web. 28 feb. 2017

Afbeelding met dank aan:
1. "Taq" door Adenosine - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "DNA-polymerase" door Yikrazuul - eigen werk  (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia