Dallimi kryesor – Taq Polimeraza kundrejt ADN Polimerazës
DNA polimeraza është një enzimë që krijon ADN të re nga blloqet e saj ndërtuese (nukleotidet). Në prokariotët dhe eukariotët, gjenden lloje të ndryshme të polimerazave të ADN-së. Dyfishimi i ADN-së është i realizueshëm për shkak të pranisë së këtyre enzimave të veçanta dhe informacioni gjenetik i transmetohet pasardhësve nga veprimi i polimerazave të ADN-së. Taq polimeraza është një lloj i veçantë i polimerazës së ADN-së e cila është e qëndrueshme termike dhe përdoret gjerësisht në PCR. Taq polimeraza gjendet në bakteret termofile dhe pastrohet në replikimin in vitro të ADN-së. Dallimi kryesor midis Taq polimerazës dhe ADN polimerazës është se polimeraza Taq mund t'i rezistojë temperaturave të larta pa denatyrim ndërsa polimerazat e tjera të ADN-së denatyrohen në temperatura të larta (në temperatura të degradimit të proteinave).
Çfarë është Taq Polimeraza?
Taq polimeraza (Taq ADN polimeraza) është një enzimë që përdoret për sintetizimin e ADN-së in vitro me teknikën PCR. Prodhohet nga bakteri termofilik i quajtur Thermus aquaticus, i cili jeton në burime të nxehta dhe kanale termike. Taq polimeraza është një enzimë e qëndrueshme termike e cila nuk degradohet në temperatura të larta. Taq polimeraza u pastrua për herë të parë dhe u botua në Chien et al. në vitin 1976. Teknika PCR kryhet me ndihmën e Taq polimerazës për shkak të aftësisë së saj për të toleruar luhatjet e temperaturës dhe temperaturës së lartë gjatë PCR. Taq polimeraza katalizon sintezën e ADN-së kur ka primerë, nukleotide dhe ADN-në shabllon me një fije floku. Enzima përbëhet nga një polipeptid i vetëm me një peshë molekulare afërsisht 94 kDa. Taq polimeraza tregon aktivitetin e saj optimal në 80 °C dhe në intervalin pH 7 – 8 me praninë e joneve të magnezit. Ka aktivitet polimerazë dhe ekzonukleazë. Enzima përbëhet nga një zinxhir i vetëm polipeptid dhe gjeni për polimerazën Taq përmban përmbajtje të lartë G dhe C (67.9%).
Taq polimeraza e qëndrueshme termike lejon kryerjen e PCR në temperatura të larta të cilat rrisin specifikën e primerëve dhe reduktojnë prodhimin e produkteve të padëshiruara PCR (dimerët primer). Taq polimeraza eliminon gjithashtu nevojën për shtimin e enzimave të reja në reaksionin PCR pas çdo cikli reagimi PCR për shkak të aftësisë së saj për t'i bërë ballë temperaturave të larta. Zbulimi i polimerazës Taq mundësoi që PCR të performojë në një tub të vetëm të mbyllur në një makinë relativisht të thjeshtë. Për shkak të këtyre vetive të Taq polimerazës, PCR bëhet një teknikë e zakonshme laboratorike e kryer në mënyrë rutinore në shumë analiza të biologjisë molekulare në lidhje me analizën e ADN-së.
Taq polimeraza përdoret gjerësisht në teknikat biologjike molekulare dhe ekziston nevoja për prodhimin e polimerazës Taq në shkallë të gjerë. Prandaj, duke përdorur teknologjinë rekombinante të ADN-së dhe klonimin e gjeneve, gjeni që kodonte polimerazën e ADN-së Taq ishte klonuar dhe shprehur në Escherichia coli. Kjo ka lehtësuar shumë prodhimin e polimerazës rekombinante Taq dhe ka ulur çmimin e kësaj enzime për përdorim adekuat.
Figura 1: Taq Polimeraza
Çfarë është ADN Polimeraza?
DNA polimeraza është një enzimë që katalizon sintezën e ADN-së nga nukleotidet. Është enzima më e saktë përgjegjëse për dyfishimin e gjenomave dhe përcjelljen e informacionit gjenetik tek pasardhësit. Gjatë ndarjes së qelizave, ADN polimeraza dyfishon të gjithë ADN-në e saj dhe i kalon një kopje çdo qelize bijë. Në vitin 1955, Arthur Kornberg u zbulua polimeraza e ADN-së në E Coli. Funksioni i ADN polimerazës varet nga disa kërkesa; ADN-ja shabllon, Mg+2 jone, të katër llojet e deoksinukleotideve (dATP, dTTP, dCTP dhe d GTP) dhe një sekuencë e shkurtër ARN (primer). Sinteza e ADN-së bëhet në drejtimin 5'në 3' nga ADN polimeraza.
Polimerazat e ADN-së mund të grupohen në shtatë familje të ndryshme: A, B, C, D, X, Y dhe RT (Transkriptaza e kundërt). Retroviruset kodojnë për RT; një polimerazë e pazakontë e ADN-së që ka nevojë për një shabllon ARN për sintezën e ADN-së. Ekzistojnë pesë lloje të ndryshme të polimerazave të ADN-së që gjenden në prokariote për role të ndryshme në replikimin e ADN-së. ADN polimeraza 3 është përgjegjëse për polimerizimin e vargut të ri të ADN-së. ADN polimeraza 1 është përgjegjëse për riparimin dhe rregullimin e ADN-së. ADN polimerazat 2, 4 dhe 5 janë përgjegjëse për riparimin dhe korrigjimin e ADN-së. Në eukariotët, ekzistojnë 15 lloje të dallueshme të polimerazave të ADN-së. Ato përfshijnë pesë familje të mëdha.
Figura 2: ADN Polimeraza
Polimerazat e ADN-së përdoren në klonimin e gjeneve, PCR, sekuencën e ADN-së, zbulimin e SNP, diagnostikimin molekular, etj. Taq polimeraza është një lloj polimeraza e ADN-së që mund të tolerojë temperatura të larta dhe të jetë e disponueshme për sintezën e ADN-së pa degradim.
Cili është ndryshimi midis Taq Polimerazës dhe ADN Polimerazës?
Taq Polimeraza vs ADN Polimeraza |
|
| Taq ADN polimeraza është një enzimë që krijon ADN-në. Është një enzimë e qëndrueshme termike që gjendet në termofile | Polimeraza e ADN-së është një enzimë që lehtëson replikimin e ADN-së dhe gjendet në organizmat prokariote dhe eukariote. |
| Degradim në temperatura të larta | |
| Taq polimeraza është aktive në temperatura të larta. | Polimerazat e ADN-së degradohen në temperatura të larta që denatyron proteinat. |
| Përdor | |
| Kjo përdoret gjerësisht në PCR | Taq polimeraza zëvendësoi polimerazën e ADN-së nga coli e përdorur fillimisht në PCR. |
Përmbledhje – Taq Polimeraza kundrejt ADN Polimerazës
Polimerazat e ADN-së janë enzimat që sintetizojnë ADN-në nga deoksinukleotidet (blloqet ndërtuese të ADN-së) kur shablloni dhe primerët janë të disponueshëm. Polimerazat e ADN-së janë të nevojshme për të dyfishuar ADN-në e qelizave dhe për të kaluar në qeliza bijë identike gjatë ndarjes qelizore. Polimerazat e ADN-së shtojnë nukleotide të reja në skajin 3' të primerit dhe zgjasin sintezën e vargut të ri të ADN-së në drejtimin 5' deri në 3'. Taq ADN polimeraza është një nga enzimat e polimerazës së ADN-së, e cila është shumë e dobishme në metodën e reaksionit zinxhir polimerazë (PCR) të amplifikimit të ADN-së. E. coli ADN polimeraza 1 u përdor më herët për PCR, por Taq polimeraza komerciale e zëvendësoi atë për shkak të specifikës së saj të lartë të lidhjes së primerit në temperatura të ngritura dhe prodhimit të një rendimenti më të lartë të produktit të dëshiruar me produkt amplifikues më pak jo specifik. Ky është ndryshimi midis Taq Polimerazës dhe ADN Polimerazës.
