Differenza chiave – DNA polimerasi 1 vs 2 vs 3
DNA polimerasi è un clade speciale di enzimi coinvolti nella replicazione del DNA degli organismi viventi. Le informazioni genetiche vengono trasmesse da una generazione alla generazione successiva grazie alla presenza di questo enzima. Esistono diverse forme di enzima DNA polimerasi che si trovano negli eucarioti e nei procarioti. La DNA polimerasi 1, 2 e 3 si trovano solo negli organismi procarioti e svolgono ruoli diversi nella replicazione del DNA. La differenza chiave tra la DNA polimerasi 1 2 e 3 si basa principalmente sulla funzione principale di ciascun enzima. La DNA polimerasi 3 è l'enzima principale che catalizza la sintesi del DNA, mentre la DNA polimerasi 1 e 2 sono coinvolte nella riparazione e correzione di bozze del DNA.
Cos'è la DNA polimerasi?
La duplicazione del DNA è un must per trasmettere le informazioni genetiche dal genitore alla prole. Ciò è facilitato da uno speciale enzima chiamato DNA polimerasi. La DNA polimerasi può essere definita come un enzima onnipresente che catalizza la sintesi del DNA complementare al DNA esistente nelle cellule viventi. Fu scoperto per la prima volta in E coli da Arthur Kornberg nel 1955. La replicazione e il mantenimento del DNA sono governati principalmente dalle DNA polimerasi nella cellula. La scoperta delle DNA polimerasi ha aiutato molte tecniche di biologia molecolare. È l'enzima necessario per sintetizzare nuovi filamenti di DNA simili al DNA originale degli organismi dai nucleotidi durante molte tecniche di biologia molecolare tra cui PCR, clonazione genica, sequenziamento genico, diagnosi di malattie, terapia genica, analisi del polimorfismo, ecc.
Le DNA polimerasi esistono in molteplici forme che differiscono per forma e dimensione. Appartengono a diverse famiglie: A, B, C, D, X, Y e RT. Le DNA polimerasi procariotiche sono raggruppate in cinque diverse categorie, vale a dire, DNA polimerasi 1, DNA polimerasi 2, DNA polimerasi 3, DNA polimerasi 4 e DNA polimerasi 5. Gli organismi eucarioti hanno circa quindici diverse DNA polimerasi, vale a dire la polimerasi β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ e ν.
Figura 01: DNA polimerasi
Quando sintetizza il nuovo DNA mediante la DNA polimerasi, inizia dall'estremità 3' e dirige la sintesi verso l'estremità 5' aggiungendo nucleotidi alla volta, complementari al DNA stampo. La DNA polimerasi necessita di un gruppo 3'OH preesistente per avviare la sintesi della catena ed è facilitata dal piccolo frammento di DNA o RNA chiamato primer. La DNA polimerasi legge il DNA stampo e si sposta dall'estremità 3' all'estremità 5', creando un nuovo filamento di DNA da 5'-3'.
Cos'è la DNA polimerasi 1?
DNA polimerasi 1 (Pol 1) è un enzima presente nei procarioti che aiuta nella replicazione del DNA batterico. È il primo tipo di DNA polimerasi scoperto da Arthur Kornberg nel 1956. Questo enzima è presente in tutti gli organismi procarioti. Pol 1 è codificato dal gene polA ed è composto da 928 aminoacidi. Ha un'attività esonucleasica da 5 'a 3'; quindi, è popolare come enzima di riparazione del DNA piuttosto che come enzima di replicazione del DNA. Ha anche la capacità di catalizzare polimerizzazioni multiple prima di rilasciare il DNA stampo e di collegare insieme i frammenti di Okazaki riempiendo nuovo DNA e rimuovendo i primer di RNA.
Pol 1 isolato da E Coli è stato ampiamente utilizzato in applicazioni molecolari. Tuttavia, una volta scoperta la Taq Polymerase, ha sostituito E Coli Pol 1 nella tecnologia PCR. La Taq polimerasi è una specie di DNA polimerasi termostabile appartenente a Pol 1.
Figura 02: DNA polimerasi 1
Cos'è la DNA polimerasi 2?
DNA polimerasi 2 (Pol 2) è un enzima procariotico che catalizza la replicazione del DNA. Appartiene alla famiglia della polimerasi B ed è codificato dal gen polB. Fu scoperto per la prima volta da E Coli da Thomas Kornberg nel 1970. Pol 2 è una proteina globulare composta da 783 aminoacidi. Ha sia un'attività esonucleasica da 3 'a 5' che un'attività polimerasica da 5' a 3'. Interagisce con gli enzimi della DNA polimerasi 3 per mantenere la fedeltà e la processività della replicazione del DNA. Pol 2 ha anche la capacità di correggere le bozze del DNA appena sintetizzato per la precisione.
Figura 03: DNA polimerasi 2
Cos'è la DNA polimerasi 3?
DNA polimerasi 3 (Pol 3) è l'enzima principale che catalizza la replicazione del DNA nei procarioti. Appartiene alla famiglia della polimerasi C ed è codificato dal gene polC. È stato scoperto da Thomas Kornberg nel 1970. Pol 3 è un componente della forcella di replicazione e può aggiungere 1000 nucleotidi al secondo al filamento di DNA appena polimerizzato.
Pol 3 è un oloenzima composto da dieci proteine distinte e ha tre molecole funzionali: α, ε e θ. Tre molecole funzionali di Pol 3 sono separatamente responsabili di tre azioni dell'enzima. La subunità α gestisce la polimerizzazione del DNA mentre la ε gestisce l'attività di correzione delle bozze dell'esonucleasi dell'enzima pol 3. La subunità θ aiuta la subunità ε per la correzione di bozze.
Figura 04: Subunità della DNA polimerasi 3
Qual è la differenza tra la DNA polimerasi 1 e 2 e 3?
DNA Polimerasi 1 vs 2 vs 3 |
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| Polimerasi 1 | La polimerasi 1 è composta da 928 aminoacidi. |
| Polimerasi 2 | La polimerasi 2 è composta da 783 aminoacidi. |
| Polimerasi 3 | La polimerasi 3 è un oloenzima composto da dieci proteine disposte in tre subunità funzionali. |
| Famiglia | |
| Polimerasi 1 | La polimerasi 1 appartiene alla famiglia della polimerasi A. |
| Polimerasi 2 | La polimerasi 2 appartiene alla famiglia della polimerasi B. |
| Polimerasi 3 | La polimerasi 3 appartiene alla famiglia della polimerasi C. |
| Funzione principale | |
| Polimerasi 1 | Questo è responsabile della riparazione del DNA e della rimozione dei primer RNA. |
| Polimerasi 2 | Questo è responsabile della correzione di bozze, della fedeltà e della processività del DNA appena formato |
| Polimerasi 3 | Questo è responsabile della polimerizzazione del DNA |
Riepilogo – DNA polimerasi 1 vs 2 vs 3
DNA polimerasi è un'importante classe enzimatica presente in tutti gli organismi viventi. La funzione principale della DNA polimerasi è la replicazione del DNA. È in grado di assemblare nucleotidi e sintetizzare nuovo DNA complementare per il DNA esistente. Questo enzima esiste in diverse forme che variano da forma e dimensione. La DNA polimerasi 1, 2 e 3 sono DNA polimerasi procariotiche coinvolte nella replicazione del DNA. Pol 1 catalizza la riparazione dei danni al DNA. Pol 2 catalizza la fedeltà e la processività della replicazione del DNA. Pol 3 catalizza la polimerizzazione del DNA da 5' a 3'.
