Kluczowa różnica – ligaza DNA vs polimeraza DNA
Ligaza DNA i polimeraza DNA są ważnymi enzymami zaangażowanymi w replikację DNA i mechanizmy naprawy DNA organizmów. Ligaza DNA jest odpowiedzialna za łączenie fragmentów DNA poprzez katalizowanie tworzenia wiązań fosfodiestrowych między nukleotydami. Polimeraza DNA jest odpowiedzialna za syntezę DNA z jego cegiełek budulcowych (nukleotydów) przy użyciu matrycy DNA. Jest to kluczowa różnica między ligazą DNA a polimerazą DNA.
Co to jest ligaza DNA?
Ligaza DNA jest enzymem, który katalizuje tworzenie wiązania fosfodiestrowego między grupami nukleotydów 3’ – OH i 5’-PO4 i ułatwia łączenie fragmentów DNA. Jest również znany jako zszywacz molekularny. Zdolność ta umożliwia wypełnianie luk lub nacięć DNA i łączenie fragmentów Okazaki powstałych podczas replikacji DNA. Ligazy DNA są bardzo przydatne w technologii rekombinacji DNA do wytwarzania cząsteczek rekombinowanego DNA. Ligaza DNA łączy interesujący DNA z wektorem DNA. Dlatego jest ważnym enzymem dla organizmów.
Ligaza DNA zależy od kofaktora i jonów Mg2+ dla jego funkcji. Istnieją dwa kofaktory, które pomagają w ligazach DNA. NAD+ działa jako kofaktor dla bakteryjnych ligaz DNA, podczas gdy ATP często działa jako kofaktor wirusowy i eukariotyczne ligazy DNA. Działanie eukariotycznej ligazy DNA przebiega w trzech głównych krokach.
Krok 01. Ligaza DNA atakuje cząsteczkę ATP i uwalnia pirofosforan (dwie grupy fosforanowe) oraz AMP i tworzy pośredni ligaza-adenylan poprzez wiązanie kowalencyjne z powstałym AMP.
Krok 02: Utworzony enzym pośredni AMP przenosi AMP do 5' fosforanu nacięcia i tworzy DNA – adenylan (5'-fosforanowy tlen z nici DNA atakuje fosfor pośredniej ligazy-adenylanu).
Krok 03: Ligaza DNA katalizuje atak 3′-OH w nacięciu na adenylanie DNA, aby połączyć polinukleotydy i uwalnia AMP.
Ligazy DNA są zwykle izolowane z bakteriofaga T4 i szeroko stosowane w technologii rekombinacji DNA.
Rysunek 01: Ligaza DNA w naprawie nacięć
Co to jest polimeraza DNA?
Polimeraza DNA jest wszechobecnym enzymem obecnym we wszystkich organizmach biorących udział w syntezie DNA i replikacji genomu. Informacja genetyczna przechodzi od rodzica do potomstwa za pomocą polimeraz DNA. Katalizuje syntezę nowego DNA komplementarnego do istniejącego DNA. Polimeraza DNA dodaje nukleotydy (elementy budulcowe kwasów nukleinowych) do grupy 3’ OH sekwencji startera i kontynuuje tworzenie nici w kierunku 5’. Większość polimeraz DNA ma aktywność polimerazy 5’ do 3’ i aktywność egzonukleazy od 3’ do 5’ do korekty.
Prokariotyczne polimerazy DNA są opisane w pięciu głównych grupach. Eukarionty zawierają co najmniej 16 różnych polimeraz DNA. Wszystkie te polimerazy DNA są pogrupowane w siedem rodzin, mianowicie A, B, C, D, X, Y i RT (odwrotna transkryptaza).
Rysunek 02: Replikacja DNA sterowana polimerazą DNA
Jaka jest różnica między ligazą DNA a polimerazą DNA?
Ligaza DNA kontra polimeraza DNA |
|
| Ligaza DNA to enzym, który katalizuje tworzenie wiązań fosfodiestrowych między nukleotydami i łączy ze sobą fragmenty DNA. | Polimeraza DNA to enzym, który katalizuje syntezę DNA przy użyciu nukleotydów. |
| Rola w replikacji DNA | |
| Ligaza DNA to dodatkowy enzym w replikacji DNA, który łączy fragmenty Okazaki. | Polimeraza DNA jest głównym enzymem w replikacji DNA. |
| Wymagania | |
| To zależy od jonów Mg2+ i ATP/NAD+ kofaktorów | To zależy od szablonu, nukleotydów, starterów i Mg2+. |
| Funkcje | |
| Ligaza DNA jest ważna dla rekombinacji DNA, naprawy i replikacji DNA. | Polimeraza DNA jest ważna dla replikacji DNA, naprawy DNA i technologii rekombinacji DNA. |
Podsumowanie – Ligaza DNA kontra polimeraza DNA
Ligaza DNA jest ważnym enzymem potrzebnym do łączenia fragmentów DNA wiązaniami fosfodiestrowymi. Polimeraza DNA jest głównym enzymem ważnym dla nowej syntezy DNA. Kluczową różnicą między ligazą DNA a polimerazą DNA jest ich funkcja. Jednak oba enzymy są niezbędne do naprawy DNA, replikacji DNA i technologii rekombinacji DNA.
