Tofauti Muhimu – Taq Polymerase dhidi ya DNA Polymerase
DNA polymerase ni kimeng'enya ambacho huunda DNA mpya kutoka kwa vijenzi vyake (nyukleotidi). Katika prokaryotes na eukaryotes, aina tofauti za polymerases za DNA zinapatikana. Kurudiwa kwa DNA kunawezekana kwa sababu ya uwepo wa vimeng'enya hivi maalum, na habari ya urithi hupitishwa kwa watoto kwa hatua ya polima za DNA. Taq polymerase ni aina maalum ya DNA polymerase ambayo inaweza thermostable na inatumika sana katika PCR. Taq polymerase hupatikana katika bakteria ya thermophilic na kusafishwa kwa uigaji wa DNA wa vitro. Tofauti kuu kati ya Taq polymerase na DNA polymerase ni kwamba Taq polymerase inaweza kustahimili viwango vya juu vya joto bila kubadilisha denaturing huku polimerasi nyingine za DNA hubadilika kwa joto la juu (kwa viwango vya joto vinavyoharibu protini).
Taq Polymerase ni nini?
Taq polymerase (Taq DNA polymerase) ni kimeng'enya kinachotumika kusanisi DNA katika vitro kwa mbinu ya PCR. Inatolewa na bakteria ya thermophilic inayoitwa Thermus aquaticus ambayo huishi katika chemchemi za maji ya moto na matundu ya joto. Taq polymerase ni kimeng'enya kinachoweza thermostable ambacho hakiharibiki kwenye joto la juu. Taq polymerase ilisafishwa kwa mara ya kwanza na kuchapishwa katika Chien et al. mwaka wa 1976. Mbinu ya PCR inafanywa kwa usaidizi wa Taq polymerase kutokana na uwezo wake wa kuvumilia mabadiliko ya joto na joto la juu wakati wa PCR. Taq polymerase huchochea usanisi wa DNA wakati kuna viasili, nyukleotidi na DNA ya kiolezo chenye ncha moja. Kimeng’enya kina polipeptidi moja yenye uzito wa molekuli ya takriban 94 kDa. Taq polymerase huonyesha shughuli zake bora zaidi katika 80 °C na katika safu ya pH ya 7 - 8 pamoja na uwepo wa ioni za Magnesiamu. Ina shughuli za polymerase na exonuclease. Kimeng'enya kinajumuisha mnyororo mmoja wa polipeptidi na jeni ya Taq polymerase ina maudhui ya juu ya G na C (67.9%).
Thermostable Taq polymerase huruhusu utendaji wa PCR katika halijoto ya juu ambayo huongeza umaalum wa vianzio na kupunguza kutoa bidhaa zisizohitajika za PCR (vipima vya kwanza). Taq polymerase pia huondoa hitaji la kuongeza vimeng'enya vipya kwenye mmenyuko wa PCR baada ya kila mzunguko wa majibu ya PCR kutokana na uwezo wake wa kuhimili joto la juu. Ugunduzi wa Taq polymerase uliwezesha PCR kufanya kazi katika bomba moja lililofungwa katika mashine rahisi kiasi. Kutokana na sifa hizi za Taq polymerase, PCR inakuwa mbinu maarufu ya kimaabara inayofanywa mara kwa mara katika uchanganuzi mwingi wa baiolojia ya molekuli kuhusu uchanganuzi wa DNA.
Taq polymerase inatumika sana katika mbinu za kibayolojia ya molekuli, na kuna haja ya uzalishaji mkubwa wa Taq polymerase. Kwa hivyo, kwa kutumia teknolojia ya DNA iliyojumuishwa tena na uundaji wa jeni, jeni iliyosimba polima ya Taq DNA ilikuwa imeundwa na kuonyeshwa katika Escherichia coli. Hii imewezesha kwa kiasi kikubwa uzalishaji recombinant Taq polymerase na kupunguza bei ya kimeng'enya hiki kwa matumizi ya kutosha.
Kielelezo 1: Taq Polymerase
DNA Polymerase ni nini?
DNA polymerase ni kimeng'enya ambacho huchochea usanisi wa DNA kutoka kwa nyukleotidi. Ni kimeng'enya sahihi zaidi kinachohusika na kunakili jenomu na kupitisha taarifa za kijeni kwa watoto. Wakati wa mgawanyiko wa seli, polimerasi ya DNA inarudia DNA yake yote na kupitisha nakala moja kwa kila seli ya binti. Mnamo 1955, Arthur Kornberg aligunduliwa DNA polymerase katika E Coli. Kazi ya DNA polymerase inategemea mahitaji kadhaa; DNA ya kiolezo, ioni za Mg+2, aina zote nne za deoxynucleotides (dATP, dTTP, dCTP na d GTP), na mfuatano mfupi wa RNA (primer). Usanisi wa DNA hufanywa kwa mwelekeo wa 5'hadi 3' na DNA polymerase.
polima za DNA zinaweza kuunganishwa katika familia saba tofauti: A, B, C, D, X, Y, na RT (Reverse transcriptase). Retroviruses encode kwa RT; DNA polimasi isiyo ya kawaida ambayo inahitaji kiolezo cha RNA kwa usanisi wa DNA. Kuna aina tano tofauti za polima za DNA zinazopatikana katika prokariyoti kwa majukumu tofauti katika urudufishaji wa DNA. DNA polimasi 3 inawajibika kwa upolimishaji wa uzi mpya wa DNA. DNA polymerase 1 inawajibika kukarabati na kubandika DNA. DNA polima 2, 4 na 5 zina jukumu la kukarabati na kusahihisha DNA. Katika yukariyoti, kuna aina 15 tofauti za polima za DNA. Zinajumuisha familia tano kuu.
Kielelezo 2: DNA Polymerase
polima za DNA hutumika katika uundaji wa jeni, PCR, mpangilio wa DNA, utambuzi wa SNP, uchunguzi wa molekuli, n.k. Taq polymerase ni aina moja ya polimerasi ya DNA ambayo inaweza kustahimili joto la juu na kupatikana kwa usanisi wa DNA bila kuharibika.
Kuna tofauti gani kati ya Taq Polymerase na DNA Polymerase?
Taq Polymerase dhidi ya DNA Polymerase |
|
| Taq DNA polymerase ni kimeng'enya ambacho huunda DNA. Ni kimeng'enya kinachoweza kudhibiti joto kinachopatikana katika thermophiles | DNA polymerase ni kimeng'enya ambacho hurahisisha urudufu wa DNA na kupatikana katika viumbe vya prokariyoti na yukariyoti. |
| Kuharibika kwa Halijoto ya Juu | |
| Taq polymerase hutumika katika halijoto ya juu. | polima za DNA huharibika kutokana na protini kubadilisha halijoto ya juu. |
| Tumia | |
| Hii inatumika sana katika PCR | Taq polimasi ilichukua nafasi ya polimerasi ya DNA kutoka kwenye koli iliyotumika awali katika PCR. |
Muhtasari – Taq Polymerase dhidi ya DNA Polymerase
DNA polimasi ni vimeng'enya vinavyounganisha DNA kutoka kwa deoxynucleotides (vijenzi vya DNA) wakati kiolezo na vianzio vinapatikana. Polima za DNA zinahitajika ili kunakili DNA ya seli na kupita kwenye seli binti zinazofanana wakati wa mgawanyiko wa seli. Polima za DNA huongeza nyukleotidi mpya hadi mwisho wa 3' wa kianzio na kurefusha muundo mpya wa uzi wa DNA kuwa mwelekeo wa 5' hadi 3'. Taq DNA polymerase ni mojawapo ya kimeng'enya cha polimerasi cha DNA ambacho ni muhimu sana katika mbinu ya upanuzi wa mnyororo wa polimerasi (PCR) ya ukuzaji wa DNA. E. coli DNA polimasi 1 ilitumiwa awali kwa PCR, lakini Taq polymerase ya kibiashara iliibadilisha kwa sababu ya umaalumu wake wa juu wa kuunganisha primer kwenye viwango vya juu vya joto na kutoa mazao ya juu zaidi ya bidhaa inayotarajiwa na bidhaa ndogo ya ukuzaji isiyo maalum. Hii ndio tofauti kati ya Taq Polymerase na DNA Polymerase.
