Tofauti Muhimu – DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3
DNA polymerase ni kundi maalum la vimeng'enya ambavyo huhusika katika uigaji wa DNA wa viumbe hai. Taarifa za kinasaba hupitishwa kutoka kizazi kimoja hadi kizazi kijacho kutokana na kuwepo kwa kimeng'enya hiki. Kuna aina tofauti za enzyme ya DNA polymerase inayopatikana katika yukariyoti na prokariyoti. DNA polymerase 1, 2 na 3 hupatikana tu katika viumbe vya prokaryotic, na hucheza majukumu tofauti katika uigaji wa DNA. Tofauti kuu kati ya DNA polymerase 1 2 na 3 inategemea kazi kuu ya kila kimeng'enya. DNA polimasi 3 ndicho kimeng'enya kikuu ambacho huchochea usanisi wa DNA, huku DNA polimasi 1 na 2 zinahusika katika kurekebisha na kusahihisha DNA.
DNA Polymerase ni nini?
Kurudiwa kwa DNA ni lazima ili kupitisha taarifa za kinasaba kutoka kwa mzazi hadi kwa mzazi. Hii inawezeshwa na kimeng'enya maalum kinachoitwa DNA polymerase. DNA polimasi inaweza kufafanuliwa kuwa kimeng'enya kinachopatikana kila mahali ambacho huchochea usanisi wa DNA inayosaidiana na DNA iliyopo katika chembe hai. Iligunduliwa kwa mara ya kwanza katika E coli na Arthur Kornberg mwaka wa 1955. Uigaji na matengenezo ya DNA hutawaliwa zaidi na polima za DNA katika seli. Ugunduzi wa polima za DNA ulisaidia mbinu nyingi za biolojia ya molekuli. Ni kimeng'enya kinachohitajika ili kujumuisha viambato vipya vya DNA sawa na DNA asili ya viumbe kutoka kwa nyukleotidi wakati wa mbinu nyingi za kibiolojia ya molekuli ikiwa ni pamoja na PCR, upangaji wa jeni, mpangilio wa jeni, utambuzi wa magonjwa, tiba ya jeni, uchanganuzi wa upolimishaji, n.k.
polima za DNA zipo katika miundo mbalimbali tofauti na umbo na ukubwa. Wao ni wa familia kadhaa: A, B, C, D, X, Y na RT. Polima za DNA za Prokaryotic zimepangwa katika makundi matano tofauti ambayo ni, DNA polymerase 1, DNA polymerase 2, DNA polymerase 3, DNA polymerase 4 na DNA polymerase 5. Viumbe vya yukariyoti vina takriban polimerasi kumi na tano tofauti za DNA ambazo ni polimasi β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ na ν.
Kielelezo 01: DNA polimasi
Wakati wa kuunganisha DNA mpya kwa polimerasi ya DNA, huanza kutoka mwisho wa 3' na kuelekeza usanisi kuelekea mwisho wa 5' kwa kuongeza nyukleotidi kwa wakati mmoja, inayosaidiana na kiolezo cha DNA. DNA polymerase inahitaji kundi lililokuwepo awali la 3’ OH ili kuanzisha usanisi wa mnyororo na kuwezesha na DNA ndogo au kipande cha RNA kinachoitwa primer. DNA polymerase husoma DNA ya kiolezo na kusogea kutoka mwisho wa 3’ hadi 5’, na kutengeneza uzi mpya wa 5’-3’ wa DNA.
DNA Polymerase 1 ni nini?
DNA polymerase 1 (Pol 1) ni kimeng'enya kinachopatikana katika prokariyoti ambacho husaidia katika ujirudiaji wa DNA ya bakteria. Ni aina ya kwanza ya DNA polymerase iliyogunduliwa na Arthur Kornberg mwaka wa 1956. Enzyme hii iko katika viumbe vyote vya prokaryotic. Pol 1 imesimbwa na pola ya jeni na ina asidi amino 928. Ina shughuli ya exonuclease ya 5' hadi 3'; kwa hivyo, ni maarufu kama kimeng'enya cha kurekebisha DNA badala ya kimeng'enya cha kunakili DNA. Pia ina uwezo wa kuchochea upolimishaji nyingi kabla ya kutoa kiolezo cha DNA, na kuunganisha vipande vya Okazaki pamoja kwa kujaza DNA mpya, na kuondoa vianzilishi vya RNA.
Pol 1 iliyotengwa na E Coli ilitumiwa sana katika matumizi ya molekuli. Hata hivyo, mara Taq Polymerase ilipogunduliwa, ilichukua nafasi ya E Coli Pol 1 katika teknolojia ya PCR. Taq polymerase ni aina ya DNA polimasi inayoweza joto inayomilikiwa na Pol 1.
Kielelezo 02: DNA Polymerase 1
DNA Polymerase 2 ni nini?
DNA polymerase 2 (Pol 2) ni kimeng'enya cha prokaryotic ambacho huchochea urudufishaji wa DNA. Ni ya familia ya polimerasi B na imesimbwa na gen polB. Iligunduliwa kwa mara ya kwanza kutoka kwa E Coli na Thomas Kornberg mwaka wa 1970. Pol 2 ni protini ya globular inayojumuisha 783 amino asidi. Ina shughuli za 3’ hadi 5’ exonuclease na 5’ hadi 3’ shughuli za polima. Inaingiliana na vimeng'enya 3 vya DNA polymerase ili kudumisha uaminifu na mchakato wa urudufishaji wa DNA. Pol 2 pia ina uwezo wa kusahihisha DNA mpya iliyosanisishwa kwa usahihi.
Kielelezo 03: DNA Polymerase 2
DNA Polymerase 3 ni nini?
DNA polymerase 3 (Pol 3) ndicho kimeng'enya kikuu ambacho huchochea ujinaji wa DNA katika prokariyoti. Ni ya polimerasi ya familia C na imesimbwa na polC ya jeni. Iligunduliwa na Thomas Kornberg mwaka wa 1970. Pol 3 ni sehemu ya uma replication na inaweza kuongeza nyukleotidi 1000 kwa sekunde kwenye uzi mpya wa DNA unaopolimisha.
Pol 3 ni holoenzyme inayojumuisha protini kumi tofauti na ina molekuli tatu zinazofanya kazi yaani α, ε na θ. Molekuli tatu zinazofanya kazi za Pol 3 zinawajibika kando kwa vitendo vitatu vya kimeng'enya. Sehemu ndogo ya α inasimamia upolimishaji wa DNA huku ε inasimamia shughuli ya kusahihisha exonuclease ya kimeng'enya cha pol 3. Sehemu ndogo ya θ husaidia kitengo kidogo cha ε kwa kusahihisha.
Kielelezo 04: Sehemu ndogo za DNA Polymerase 3
Kuna tofauti gani kati ya DNA Polymerase 1 na 2 na 3?
DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3 |
|
| Polimasi 1 | Polymerase 1 inaundwa na asidi amino 928. |
| Polimasi 2 | Polymerase 2 inaundwa na asidi amino 783. |
| Polimasi 3 | Polymerase 3 ni holoenzyme inayoundwa na protini kumi zilizopangwa katika vitengo vitatu vinavyofanya kazi. |
| Familia | |
| Polimasi 1 | Polimasi 1 ni ya familia ya polimerasi A. |
| Polimasi 2 | Polimasi 2 ni ya familia ya polimerasi B. |
| Polimasi 3 | Polimasi 3 ni ya familia ya polimerasi C. |
| Kazi Kuu | |
| Polimasi 1 | Hii inawajibika kwa kurekebisha DNA na kuondoa vianzilishi vya RNA. |
| Polimasi 2 | Hii ina jukumu la kusahihisha, uaminifu, na uchakataji wa DNA mpya |
| Polimasi 3 | Hii inawajibika kwa upolimishaji wa DNA |
Muhtasari – DNA Polymerase 1 vs 2 vs 3
DNA polymerase ni darasa muhimu la kimeng'enya linalopatikana katika viumbe hai vyote. Kazi kuu ya DNA polymerase ni replication ya DNA. Ina uwezo wa kukusanya nyukleotidi na kuunganisha DNA mpya inayosaidia kwa DNA iliyopo. Kimeng'enya hiki kipo katika maumbo tofauti tofauti kutoka kwa umbo na ukubwa. DNA polimasi 1, 2 na 3 ni polima za DNA za prokariyoti zinazohusika katika urudufishaji wa DNA. Pol 1 huchochea urekebishaji wa uharibifu wa DNA. Pol 2 huchochea uaminifu na mchakato wa urudufishaji wa DNA. Pol 3 huchochea upolimishaji wa DNA wa 5’ hadi 3’.
