Belangrijkste verschil - DNA-polymerase 1 versus 3

DNA-polymerase 1 en 3 zijn twee soorten DNA-polymerasen die betrokken zijn bij prokaryotische DNA-replicatie. DNA-polymerasen helpen de synthese van een nieuwe DNA-streng door de nucleotiden aan de ouderstreng te assembleren. Zowel DNA-polymerase 1 als 3 bezitten replicatieve activiteit in de richting van 5 'naar 3'. DNA-polymerase 1 bezit zowel 5' tot 3' als 3' tot 5' exonuclease-activiteit. DNA-polymerase 3 bezit echter alleen 3 'tot 5'-exonuclease-activiteit. De grootste verschil tussen DNA-polymerase 1 en 3 is dat: DNA-polymerase 1 is betrokken bij het verwijderen van primers uit de fragmenten en het vervangen van de opening door relevante nucleotiden, terwijl DNA-polymerase 3 voornamelijk betrokken is bij de synthese van de leidende en achterblijvende strengen.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat is DNA-polymerase 1 - Definitie, structuur, functie 2. Wat is DNA-polymerase 3 - Definitie, structuur, functie 3. Wat zijn de overeenkomsten tussen DNA-polymerase 1 en 3' – Overzicht van gemeenschappelijke functies 4. Wat is het verschil tussen DNA-polymerase 1 en 3' – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: DNA-polymerase 1, DNA-polymerase 3, 3' naar 5' exonuclease-activiteit, 5' naar 3' exonuclease-activiteit, spleetvulling, Klenow-fragment, polymerisatie, proeflezen, prokaryotische DNA-replicatie

Wat is DNA-polymerase 1

DNA-polymerase 1 is een type DNA-polymerase dat polymerisatieactiviteit, proefleesactiviteit en primerverwijderingsactiviteit bezit. DNA-polymerase 1 werd voor het eerst ontdekt door Arthur Kornberg in 1956. Hij kreeg de Nobelprijs voor deze ontdekking in 1959. DNA-polymerase 1 wordt gecodeerd door het polA-gen. De grootte van het polA-gen is 3000 bp. DNA-polymerase 1 is betrokken bij prokaryotische DNA-replicatie omdat het de synthese van een nieuwe DNA-streng in de 5'-naar 3'-richting helpt. Bovendien is DNA-polymerase 1 betrokken bij het opvullen van gaten, reparatie en recombinatie. Het enzym DNA-polymerase 1 vult de gaten in het dubbelstrengs DNA, wat belangrijk is bij DNA-herstel. DNA-polymerase 1 bezit zowel 3'-tot 5'-exonuclease-activiteit als de 5'-tot 3'-exonuclease-activiteit. De activiteit van het 5'- tot 3'-exonuclease degradeert zowel enkel- als dubbelstrengs DNA in de 5'- naar 3'-richting. Zodra de 5’- naar 3’-exonuclease-activiteit is verwijderd uit het DNA-polymerase 1-holo-enzym, wordt het resterende molecuul de Klenow-fragment.

Figuur 1: Functionele domeinen van DNA-polymerase 1

Het Klenow-fragment is een bruikbaar molecuul in DNA-amplificatiereacties. Dit is belangrijk bij mismatch reparatie. De drie functionele domeinen van DNA-polymerase 1 worden getoond in figuur 1.

Wat is DNA-polymerase 3

DNA-polymerase 3 is het belangrijkste enzym dat betrokken is bij prokaryotische DNA-replicatie. DNA-polymerase 3 bezit 5'-naar 3'-polymerisatie-activiteit waarbij nieuwe nucleotiden aan de groeiende keten aan het 3'-uiteinde worden toegevoegd. Het enzym helpt de basenparing van binnenkomende nucleotiden met de matrijsstreng. De andere functie van DNA-polymerase 3 is het proeflezen van het gerepliceerde DNA. DNA-polymerase 3 bezit 3' tot 5' exonuclease-activiteit. Daarom leest dit enzym de zojuist toegevoegde nucleotiden, en als er een mismatch is met de matrijsstreng, wordt deze verwijderd en opnieuw gesynthetiseerd. Daarom is DNA-polymerase 3 belangrijk bij het handhaven van de stabiliteit van het genoom.

Figuur 2: DNA-polymerase 3

DNA-polymerase 3-holo-enzymen bestaat uit tien subeenheden, die zijn gerangschikt in twee DNA-polymerasen. De α-subeenheid is de katalytische subeenheid. De ε-subeenheid heeft proefleesactiviteit van 3 'tot 5'. De θ-subeenheid heeft een onbekende functie. De α-subeenheid wordt gecodeerd door het dnaE-gen. De ε- en θ-subeenheden worden gecodeerd door de dnaQ- en holE-genen. De structuur van het DNA-polymerase 3 is weergegeven in figuur 2.

Overeenkomsten tussen DNA-polymerase 1 en 3 '

Verschil tussen DNA-polymerase 1 en 3 '

Definitie

DNA-polymerase 1: DNA-polymerase 1 is een DNA-polymerase dat wordt gecodeerd door het polA-gen en is betrokken bij de prokaryotische DNA-replicatie.

DNA-polymerase 3: DNA-polymerase 3 is het belangrijkste enzym dat prokaryotische DNA-replicatie helpt.

Ontdekking

DNA-polymerase 1: DNA-polymerase 1 werd voor het eerst ontdekt door Arthur Kornberg in 1956.

DNA-polymerase 3: DNA-polymerase 3 werd voor het eerst ontdekt door Thomas Kornberg en Malcolm Gefer in 1970.

gecodeerd door

DNA-polymerase 1: DNA-polymerase 1 wordt gecodeerd door het polyA-gen.

DNA-polymerase 3: DNA-polymerase 3 wordt gecodeerd door dnaE-, dnaQ- en holE-genen.

Familie

DNA-polymerase 1: DNA-polymerase 1 behoort tot de DNA-polymerasefamilie A.

DNA-polymerase 3: DNA-polymerase 3 behoort tot de DNA-polymerasefamilie C.

Exonuclease-activiteit

DNA-polymerase 1: DNA-polymerase 1 heeft zowel 3'-tot 5'-exonuclease-activiteit als 5'-tot 3'-exonuclease-activiteit.

DNA-polymerase 3: DNA-polymerase 3 heeft alleen 3' tot 5' exonuclease-activiteit.

Functie

DNA-polymerase 1: DNA-polymerase 1 verwijdert de RNA-primer van 5' naar 3' richting.

DNA-polymerase 3: DNA-polymerase 3 voegt deoxyribonucleïnezuren toe aan het 3'-uiteinde.

RNA-primer

DNA-polymerase 1: DNA-polymerase 1 verwijdert de RNA-primer.

DNA-polymerase 3: DNA-polymerase 3 vereist een RNA-primer om het DNA te synthetiseren.

DNA-synthese

DNA-polymerase 1: DNA-polymerase 1 voegt nucleotiden toe aan de groeiende polynucleotideketen.

DNA-polymerase 3: DNA-polymerase 3 is het belangrijkste enzym voor het synthetiseren van DNA in prokaryoten.

Achterblijvende/leidende strengen

DNA-polymerase 1: DNA-polymerase 1 werkt alleen op de achterblijvende streng.

DNA-polymerase 3: DNA-polymerase 3 werkt op zowel de leidende als de achterblijvende strengen van de replicatievork.

Snelheid van DNA-synthese

DNA-polymerase 1: DNA-polymerase 1 kan 10 tot 20 nucleotiden per seconde toevoegen.

DNA-polymerase 3: DNA-polymerase 3 kan ongeveer 1000 nucleotiden per seconde toevoegen.

Conclusie

DNA-polymerase 1 en 3 zijn twee soorten DNA-polymerasen die betrokken zijn bij prokaryotische DNA-replicatie. Beide typen DNA-polymerasen bezitten 5 'naar 3'-polymeriserende activiteit. Bovendien bezitten beide enzymen 3 'tot 5' exonuclease-activiteit voor proeflezen. De belangrijkste functie van DNA-polymerase 3 is zijn functie bij de polymerisatie. DNA-polymerase 1 bezit echter 5'- tot 3'-exonuclease-activiteit. Door 5'- tot 3'-exonuclease-activiteit is DNA-polymerase 1 in staat primer te verwijderen. De vormingsopening wordt ook opgevuld door de DNA-polymerase 1. Daarom is het belangrijkste verschil tussen DNA-polymerase 1 en 3 hun rol in de prokaryotische DNA-replicatie.

Verwijzing:

1. "DNA-polymerase I." Worthington Enzym Handleiding. n.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 09 aug. 2017. 2. Marians, Kenneth J., Hiroshi Hiasa en Deok Ryong Kim. "De rol van de kern-DNA-polymerase III-subeenheden bij de replicatievork - IS DE ENIGE SUBEENHEID DIE VEREIST IS VOOR PROCESSIEVE REPLICATIE." Tijdschrift voor biologische chemie. N.p., 23 jan. 1998. Web. Beschikbaar Hier. 09 aug. 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "PolymeraseDomains" door (onbekend) "Molecule of the Month", maart 2000 - Protein Data Bank (Public Domain) via Commons Wikimedia2. "DNA-polymerase III (met subeenheden)" door Alepopoli - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia