Anahtar Fark – Taq Polimeraz ve DNA Polimeraz
DNA polimeraz, yapı taşlarından (nükleotidler) yeni DNA oluşturan bir enzimdir. Prokaryotlarda ve ökaryotlarda farklı DNA polimeraz türleri bulunur. Bu özel enzimlerin varlığı nedeniyle DNA kopyalanması mümkündür ve DNA polimerazların etkisiyle genetik bilgi yavrulara aktarılır. Taq polimeraz, ısıya dayanıklı ve PCR'de yaygın olarak kullanılan özel bir DNA polimeraz türüdür. Taq polimeraz termofilik bakterilerde bulunur ve in vitro DNA replikasyonunda saflaştırılır. Taq polimeraz ve DNA polimeraz arasındaki temel fark, Taq polimerazın denatüre olmadan yüksek sıcaklıklara dayanabilmesi, diğer DNA polimerazların ise yüksek sıcaklıklarda (protein bozunma sıcaklıklarında) denatüre olabilmesidir.
Taq Polimeraz nedir?
Taq polimeraz (Taq DNA polimeraz), DNA'yı in vitro olarak PCR tekniği ile sentezlemek için kullanılan bir enzimdir. Kaplıcalarda ve termal menfezlerde yaşayan Thermus aquaticus adlı termofilik bakteri tarafından üretilir. Taq polimeraz, yüksek sıcaklıklarda bozulmayan, termostabil bir enzimdir. Taq polimeraz ilk kez saflaştırıldı ve Chien ve ark. 1976 yılında PCR tekniği, PCR sırasında yüksek sıcaklık ve sıcaklık dalgalanmalarını tolere etme kapasitesi nedeniyle Taq polimeraz yardımı ile gerçekleştirilir. Taq polimeraz, primerler, nükleotidler ve tek sarmallı şablon DNA olduğunda DNA sentezini katalize eder. Enzim, moleküler ağırlığı yaklaşık 94 kDa olan tek bir polipeptitten oluşur. Taq polimeraz, Magnezyum iyonlarının varlığı ile 80 °C'de ve 7 – 8 pH aralığında optimum aktivitesini gösterir. Hem polimeraz hem de eksonükleaz aktivitesine sahiptir. Enzim, tek bir polipeptit zincirinden oluşur ve Taq polimeraz geni yüksek G ve C içeriği içerir (67.9%).
Termostabil Taq polimeraz, primerlerin özgüllüğünü artıran ve istenmeyen PCR ürünleri (primer dimerleri) üretmeyi az altan yüksek sıcaklıklarda PCR gerçekleştirmeye izin verir. Taq polimeraz ayrıca yüksek sıcaklıklara dayanma kabiliyeti nedeniyle her PCR reaksiyon döngüsünden sonra PCR reaksiyonuna yeni enzimler ekleme ihtiyacını da ortadan kaldırır. Taq polimerazın keşfi, PCR'nin nispeten basit bir makinede tek bir kapalı tüp içinde çalışmasını sağladı. Taq polimerazın bu özelliklerinden dolayı PCR, DNA analizi ile ilgili birçok moleküler biyoloji analizinde rutin olarak uygulanan popüler bir laboratuvar tekniği haline gelir.
Taq polimeraz moleküler biyolojik tekniklerde yaygın olarak kullanılmaktadır ve büyük ölçekli Taq polimeraz üretimine ihtiyaç vardır. Bu nedenle, rekombinant DNA teknolojisi ve gen klonlaması kullanılarak, Taq DNA polimerazını kodlayan gen klonlanmış ve Escherichia coli'de ifade edilmiştir. Bu, rekombinant Taq polimeraz üretimini büyük ölçüde kolaylaştırdı ve yeterli kullanım için bu enzimin fiyatını düşürdü.
Şekil 1: Taq Polimeraz
DNA Polimeraz nedir?
DNA polimeraz, nükleotidlerden DNA sentezini katalize eden bir enzimdir. Genomları kopyalamaktan ve genetik bilgiyi yavrulara aktarmaktan sorumlu en doğru enzimdir. Hücre bölünmesi sırasında, DNA polimeraz tüm DNA'sını kopyalar ve her bir yavru hücreye bir kopya iletir. 1955 yılında Arthur Kornberg, E Coli'de DNA polimerazı keşfetti. DNA polimerazın işlevi çeşitli gereksinimlere bağlıdır; şablon DNA, Mg+2 iyonları, dört tip deoksinükleotit (dATP, dTTP, dCTP ve d GTP) ve kısa bir RNA dizisi (primer). DNA'nın sentezi, DNA polimeraz tarafından 5'ila 3' yönünde yapılır.
DNA polimerazları yedi farklı ailede gruplanabilir: A, B, C, D, X, Y ve RT (Ters transkriptaz). Retrovirüsler RT'yi kodlar; DNA sentezi için bir RNA şablonuna ihtiyaç duyan alışılmadık bir DNA polimeraz. DNA replikasyonunda farklı roller için prokaryotlarda bulunan beş farklı DNA polimeraz türü vardır. DNA polimeraz 3, yeni DNA zincirinin polimerizasyonundan sorumludur. DNA polimeraz 1, DNA'nın onarılmasından ve yamalanmasından sorumludur. DNA polimeraz 2, 4 ve 5, DNA'nın onarılmasından ve düzeltilmesinden sorumludur. Ökaryotlarda 15 farklı DNA polimeraz türü vardır. Beş büyük aileyi içerirler.
Şekil 2: DNA Polimeraz
DNA polimerazlar, gen klonlama, PCR, DNA dizileme, SNP saptama, moleküler teşhis, vb.'de kullanılır. Taq polimeraz, yüksek sıcaklıkları tolere edebilen ve bozulma olmadan DNA sentezi için kullanılabilen bir tür DNA polimerazdır.
Taq Polimeraz ve DNA Polimeraz arasındaki fark nedir?
Taq Polimeraz vs DNA Polimeraz |
|
| Taq DNA polimeraz, DNA oluşturan bir enzimdir. Termofillerde bulunan termostabil bir enzimdir | DNA polimeraz, DNA replikasyonunu kolaylaştıran ve hem prokaryotik hem de ökaryotik organizmalarda bulunan bir enzimdir. |
| Yüksek Sıcaklıklarda Bozunma | |
| Taq polimeraz yüksek sıcaklıklarda aktiftir. | DNA polimerazlar, protein denatüre edici yüksek sıcaklıklarda bozunur. |
| Kullan | |
| Bu, PCR'da yaygın olarak kullanılır | Taq polimeraz, orijinal olarak PCR'de kullanılan koli'den alınan DNA polimerazın yerini aldı. |
Özet – Taq Polimeraz ve DNA Polimeraz
DNA polimerazlar, şablon ve primerler mevcut olduğunda deoksinükleo titlerden (DNA'nın yapı taşları) DNA'yı sentezleyen enzimlerdir. DNA polimerazlar, hücrelerin DNA'sını kopyalamak ve hücre bölünmesi sırasında özdeş yavru hücrelere geçmek için gereklidir. DNA polimerazlar, primerin 3' ucuna yeni nükleo titler ekler ve yeni DNA iplik sentezini 5' ila 3' yönünde uzatır. Taq DNA polimeraz, DNA amplifikasyonunun polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) yönteminde oldukça faydalı olan bir DNA polimeraz enzimidir. E. coli DNA polimeraz 1 daha önce PCR için kullanıldı, ancak ticari Taq polimeraz, yüksek sıcaklıklarda primer bağlanmasının yüksek özgüllüğü ve daha az spesifik olmayan amplifikasyon ürünü ile istenen ürünün daha yüksek verimini üretmesi nedeniyle onun yerini aldı. Bu, Taq Polimeraz ve DNA Polimeraz arasındaki farktır.
