Ključna razlika – DNA ligaza proti DNA polimerazi
DNK ligaza in DNK polimeraza sta pomembna encima, ki sodelujeta pri replikaciji DNK in mehanizmih popravljanja DNK v organizmih. DNA ligaza je odgovorna za spajanje fragmentov DNA s kataliziranjem tvorbe fosfodiestrskih vezi med nukleotidi. DNK polimeraza je odgovorna za sintezo DNK iz njenih gradnikov (nukleotidov) z uporabo šablonske DNK. To je ključna razlika med DNA ligazo in DNA polimerazo.
Kaj je DNA ligaza?
DNA ligaza je encim, ki katalizira tvorbo fosfodiesterske vezi med 3’ – OH in 5’- PO4 skupinami nukleotidov in olajša spajanje fragmentov DNA. Znan je tudi kot molekularni šivalni stroj. Ta sposobnost omogoča zapolnjevanje vrzeli ali zarez DNK in spajanje Okazakijevih fragmentov, ki nastanejo med replikacijo DNK. DNA ligaze so zelo uporabne v tehnologiji rekombinantne DNA za proizvodnjo molekul rekombinantne DNA. DNA ligaza združi DNA, ki nas zanima, z vektorsko DNA. Zato je pomemben encim za organizme.
Encim
DNA ligaza je za svojo funkcijo odvisen od kofaktorja in ionov Mg2+. Obstajata dva kofaktorja, ki pomagata pri ligazah DNA. NAD+ deluje kot kofaktor za bakterijske DNA ligaze, medtem ko ATP pogosto deluje kot kofaktor virusnih in evkariontskih DNA ligaz. Delovanje evkariontske DNA ligaze poteka v treh glavnih korakih.
Korak 01. DNA ligaza napade molekulo ATP in sprosti pirofosfat (dve fosfatni skupini) in AMP ter tvori ligazno-adenilatni intermediat s kovalentno vezavo na nastali AMP.
Korak 02: Nastali encimski intermediat AMP prenese AMP na 5' fosfat nicka in tvori DNA – adenilat (5'-fosfatni kisik verige DNA napade fosfor ligaza-adenilatni intermediat).
Korak 03: DNA ligaza katalizira napad 3'-OH nicka na DNA-adenilatu, da se poveže s polinukleotidi in sprosti AMP.
DNA ligaze so običajno izolirane iz bakteriofaga T4 in se v veliki meri uporabljajo v tehnologiji rekombinantne DNA.
Slika 01: DNK ligaza pri popravilu zareza
Kaj je DNA polimeraza?
DNA polimeraza je vseprisotni encim, prisoten v vseh organizmih, ki sodelujejo pri sintezi DNA in podvajanju genoma. Genetske informacije prehajajo od staršev do potomcev s pomočjo DNA polimeraz. Katalizira sintezo nove DNK, ki je komplementarna obstoječi DNK. DNA polimeraza doda nukleotide (gradnike nukleinskih kislin) 3' OH skupini zaporedja primerja in nadaljuje tvorbo verige v smeri 5'. Večina DNA polimeraz ima 5' do 3' polimerazno aktivnost in 3' do 5' eksonukleazno aktivnost za lektoriranje.
Prokariontske DNA polimeraze so opisane v petih glavnih skupinah. Evkarionti vsebujejo vsaj 16 različnih DNA polimeraz. Vse te DNA polimeraze so razvrščene v sedem družin, in sicer A, B, C, D, X, Y in RT (reverzna transkriptaza).
Slika 02: Replikacija DNK, ki jo poganja DNA polimeraza
Kakšna je razlika med DNA ligazo in DNA polimerazo?
DNA ligaza proti DNA polimerazi |
|
| DNA ligaza je encim, ki katalizira tvorbo fosfodiestrskih vezi med nukleotidi in med seboj povezuje fragmente DNA. | DNK polimeraza je encim, ki katalizira sintezo DNK z uporabo nukleotidov. |
| Vloga pri replikaciji DNK | |
| DNK ligaza je dodaten encim v replikaciji DNK, ki združuje Okazakijeve fragmente. | DNK polimeraza je glavni encim pri replikaciji DNK. |
| Zahteve | |
| Odvisno od Mg2+ ionov in ATP/NAD+ kofaktorjev | Odvisno od predloge, nukleotidov, primerjev in Mg2+. |
| Funkcije | |
| DNK ligaza je pomembna za rekombinacijo DNK, popravilo DNK in replikacijo DNK. | DNK polimeraza je pomembna za replikacijo DNK, popravljanje DNK in tehnologijo rekombinacije DNK. |
Povzetek – DNA ligaza proti DNA polimerazi
DNA ligaza je pomemben encim, ki je potreben za spajanje fragmentov DNA s fosfodiestrskimi vezmi. DNK polimeraza je glavni encim, pomemben za sintezo nove DNK. Ključna razlika med DNA ligazo in DNA polimerazo je njihova funkcija. Vendar pa sta oba encima ključna za popravljanje DNK, replikacijo DNK in tehnologijo rekombinantne DNK.
