Anahtar Farkı – DNA Polimeraz 1 vs 2 vs 3
DNA polimeraz, canlı organizmaların DNA replikasyonunda yer alan özel bir enzim grubudur. Genetik bilgi, bu enzimin varlığından dolayı bir nesilden sonraki nesle aktarılır. Ökaryotlarda ve prokaryotlarda bulunan farklı DNA polimeraz enzimi formları vardır. DNA polimeraz 1, 2 ve 3 sadece prokaryotik organizmalarda bulunur ve DNA replikasyonunda farklı roller oynarlar. DNA polimeraz 1 2 ve 3 arasındaki temel fark, esas olarak her enzimin ana işlevine dayanır. DNA polimeraz 3, DNA sentezini katalize eden ana enzim iken, DNA polimeraz 1 ve 2, DNA onarımı ve düzeltme okumasında yer alır.
DNA Polimeraz nedir?
DNA duplikasyonu, genetik bilginin ebeveynden yavruya aktarılması için bir zorunluluktur. Bu, DNA polimeraz adı verilen özel bir enzim tarafından kolaylaştırılır. DNA polimeraz, canlı hücrelerde mevcut DNA'ya tamamlayıcı DNA sentezini katalize eden her yerde bulunan bir enzim olarak tanımlanabilir. İlk olarak 1955 yılında Arthur Kornberg tarafından E coli'de keşfedilmiştir. DNA replikasyonu ve bakımı esas olarak hücredeki DNA polimerazları tarafından yönetilir. DNA polimerazların keşfi, birçok moleküler biyoloji tekniğine yardımcı oldu. PCR, gen klonlama, gen dizileme, hastalık teşhisi, gen tedavisi, polimorfizm analizi vb. dahil olmak üzere birçok moleküler biyolojik teknik sırasında nükleo titlerden organizmaların orijinal DNA'sına benzer yeni DNA iplikçikleri sentezlemek için gerekli enzimdir.
DNA polimerazlar, şekil ve boyuttan farklı birçok formda bulunur. Birkaç aileye aittirler: A, B, C, D, X, Y ve RT. Prokaryotik DNA polimerazlar, DNA polimeraz 1, DNA polimeraz 2, DNA polimeraz 3, DNA polimeraz 4 ve DNA polimeraz 5 olmak üzere beş farklı kategoriye ayrılır. Ökaryotik organizmalar polimeraz β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ ve ν. olmak üzere yaklaşık on beş farklı DNA polimerazına sahiptir.
Şekil 01: DNA polimeraz
DNA polimeraz ile yeni DNA sentezlerken, 3' ucundan başlar ve bir seferde nükleotidler ekleyerek, şablon DNA'ya tamamlayıcı olarak sentezi 5' ucuna yönlendirir. DNA polimeraz, zincir sentezini başlatmak için önceden var olan bir 3' OH grubuna ihtiyaç duyar ve primer adı verilen küçük DNA veya RNA fragmanı tarafından kolaylaştırılır. DNA polimeraz şablon DNA'yı okur ve 3' uçtan 5' uca hareket ederek yeni bir 5'-3' DNA zinciri oluşturur.
DNA Polimeraz 1 nedir?
DNA polimeraz 1 (Pol 1), prokaryotlarda bulunan ve bakteriyel DNA replikasyonuna yardımcı olan bir enzimdir.1956'da Arthur Kornberg tarafından keşfedilen ilk DNA polimeraz türüdür. Bu enzim tüm prokaryotik organizmalarda bulunur. Pol 1, polA geni tarafından kodlanır ve 928 amino asitten oluşur. 5' ila 3' eksonükleaz aktivitesine sahiptir; bu nedenle, DNA replikasyon enzimi yerine DNA tamir enzimi olarak popülerdir. Ayrıca, şablon DNA'yı serbest bırakmadan önce çoklu polimerizasyonları katalize etme ve yeni DNA'yı doldurarak ve RNA primerlerini çıkararak Okazaki fragmanlarını birbirine bağlama yeteneğine de sahiptir.
E Coli'den izole edilen Pol 1, moleküler uygulamalarda yaygın olarak kullanılmıştır. Ancak Taq Polimeraz keşfedildikten sonra PCR teknolojisinde E Coli Pol 1'in yerini aldı. Taq polimeraz, Pol 1'e ait bir tür termostabil DNA polimerazdır.
Şekil 02: DNA Polimeraz 1
DNA Polimeraz 2 nedir?
DNA polimeraz 2 (Pol 2), DNA replikasyonunu katalize eden prokaryotik bir enzimdir. Polimeraz B ailesine aittir ve gen polB tarafından kodlanır. İlk olarak 1970 yılında Thomas Kornberg tarafından E Coli'den keşfedilmiştir. Pol 2, 783 amino asitten oluşan küresel bir proteindir. Hem 3' ila 5' eksonükleaz aktivitesine hem de 5' ila 3' polimeraz aktivitesine sahiptir. DNA replikasyonunun aslına uygunluğunu ve işlenebilirliğini korumak için DNA polimeraz 3 enzimleri ile etkileşime girer. Pol 2 ayrıca, yeni sentezlenen DNA'yı doğruluk için yeniden okuma yeteneğine de sahiptir.
Şekil 03: DNA Polimeraz 2
DNA Polimeraz 3 nedir?
DNA polimeraz 3 (Pol 3), prokaryotlarda DNA replikasyonunu katalize eden ana enzimdir. C polimeraz ailesine aittir ve polC geni tarafından kodlanır. 1970 yılında Thomas Kornberg tarafından keşfedildi. Pol 3, replikasyon çatalının bir bileşenidir ve yeni polimerleşen DNA zincirine saniyede 1000 nükleotid ekleyebilir.
Pol 3, on farklı proteinden oluşan bir holoenzimdir ve α, ε ve θ olmak üzere üç fonksiyonel moleküle sahiptir. Pol 3'ün üç fonksiyonel molekülü, enzimin üç eyleminden ayrı ayrı sorumludur. α alt birimi DNA'nın polimerizasyonunu yönetirken ε, pol 3 enziminin eksonükleaz düzeltme okuma aktivitesini yönetir. θ alt birimi, düzeltme okuması için ε alt birimine yardımcı olur.
Şekil 04: DNA Polimeraz 3'ün Alt Birimleri
DNA Polimeraz 1 ile 2 ve 3 arasındaki fark nedir?
DNA Polimeraz 1 vs 2 vs 3 |
|
| Polimeraz 1 | Polimeraz 1, 928 amino asitten oluşur. |
| Polimeraz 2 | Polimeraz 2, 783 amino asitten oluşur. |
| Polimeraz 3 | Polimeraz 3, üç fonksiyonel alt birim halinde düzenlenmiş on proteinden oluşan bir holoenzimdir. |
| Aile | |
| Polimeraz 1 | Polimeraz 1, polimeraz ailesi A'ya aittir. |
| Polimeraz 2 | Polimeraz 2, B polimeraz ailesine aittir. |
| Polimeraz 3 | Polimeraz 3, C polimeraz ailesine aittir. |
| Ana İşlev | |
| Polimeraz 1 | Bu, DNA onarımından ve RNA primerlerinin çıkarılmasından sorumludur. |
| Polimeraz 2 | Bu, yeni oluşturulan DNA'nın düzeltme, aslına uygunluk ve işlenebilirliğinden sorumludur |
| Polimeraz 3 | DNA polimerizasyonundan sorumludur |
Özet – DNA Polimeraz 1 vs 2 vs 3
DNA polimeraz, tüm canlı organizmalarda bulunan önemli bir enzim sınıfıdır. DNA polimerazın ana işlevi DNA replikasyonudur. Nükleotidleri birleştirme ve mevcut DNA için yeni tamamlayıcı DNA sentezleme yeteneğine sahiptir. Bu enzim, şekil ve boyuta göre değişen farklı formlarda bulunur. DNA polimeraz 1, 2 ve 3, DNA replikasyonunda yer alan prokaryotik DNA polimerazlardır. Pol 1, DNA hasarlarının onarımını katalize eder. Pol 2, DNA replikasyonunun aslına uygunluğunu ve işlenebilirliğini katalize eder. Pol 3, 5' ila 3' DNA polimerizasyonunu katalize eder.
