Diferència clau: DNA polimerasa 1 vs 2 vs 3
ADN polimerasa és un clade especial d'enzims que estan implicats en la replicació de l'ADN dels organismes vius. La informació genètica es transmet d'una generació a la següent a causa de la presència d'aquest enzim. Hi ha diferents formes d'enzim ADN polimerasa que es troben en eucariotes i procariotes. L'ADN polimerasa 1, 2 i 3 només es troben en organismes procariotes i tenen diferents papers en la replicació de l'ADN. La diferència clau entre l'ADN polimerasa 1 2 i 3 es basa principalment en la funció principal de cada enzim. L'ADN polimerasa 3 és l'enzim principal que catalitza la síntesi d'ADN, mentre que l'ADN polimerasa 1 i 2 estan implicades en la reparació i correcció de l'ADN.
Què és l'ADN polimerasa?
La duplicació de l'ADN és imprescindible per transmetre la informació genètica dels pares als fills. Això és facilitat per un enzim especial anomenat ADN polimerasa. L'ADN polimerasa es pot definir com un enzim omnipresent que catalitza la síntesi d'ADN complementari a l'ADN existent a les cèl·lules vives. Va ser descobert per primera vegada a E coli per Arthur Kornberg l'any 1955. La replicació i el manteniment de l'ADN es regeixen principalment per les ADN polimerases de la cèl·lula. El descobriment de les ADN polimerases va ajudar a moltes tècniques de biologia molecular. És l'enzim necessari per sintetitzar noves cadenes d'ADN similars a l'ADN original dels organismes a partir de nucleòtids durant moltes tècniques de biologia molecular, com ara PCR, clonació de gens, seqüenciació de gens, diagnòstic de mal alties, teràpia gènica, anàlisi de polimorfisme, etc.
Les ADN polimerases existeixen en múltiples formes diferents de forma i mida. Pertanyen a diverses famílies: A, B, C, D, X, Y i RT. Les DNA polimerases procariotes s'agrupen en cinc categories diferents, a saber, DNA polimerasa 1, DNA polimerasa 2, DNA polimerasa 3, DNA polimerasa 4 i DNA polimerasa 5. Els organismes eucariotes tenen aproximadament quinze DNA polimerases diferents, és a dir, polimerasa β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ i ν.
Figura 01: DNA polimerasa
Quan es sintetitza ADN nou mitjançant l'ADN polimerasa, comença des de l'extrem 3' i dirigeix la síntesi cap a l'extrem 5' afegint nucleòtids alhora, complementaris a l'ADN plantilla. L'ADN polimerasa necessita un grup 3' OH preexistent per iniciar la síntesi de cadena i es facilita pel petit fragment d'ADN o ARN anomenat cebador. L'ADN polimerasa llegeix l'ADN plantilla i es mou de l'extrem 3' a l'extrem 5', creant una nova cadena d'ADN de 5'-3'.
Què és l'ADN polimerasa 1?
ADN polimerasa 1 (Pol 1) és un enzim que es troba als procariotes que ajuden a la replicació de l'ADN bacterià. És el primer tipus d'ADN polimerasa descobert per Arthur Kornberg l'any 1956. Aquest enzim està present en tots els organismes procariotes. Pol 1 està codificat pel gen polA i està format per 928 aminoàcids. Té una activitat exonucleasa de 5’ a 3’; per tant, és popular com a enzim reparador de l'ADN en lloc d'un enzim que replica l'ADN. També té la capacitat de catalitzar múltiples polimeritzacions abans d'alliberar l'ADN plantilla i connectar els fragments d'Okazaki omplint ADN nou i eliminant els primers d'ARN..
Pol 1 aïllat d'E coli es va utilitzar àmpliament en aplicacions moleculars. Tanmateix, un cop descoberta la Taq Polymerase, va substituir l'E Coli Pol 1 en la tecnologia PCR. La Taq polimerasa és una espècie d'ADN polimerasa termoestable que pertany a Pol 1.
Figura 02: DNA polimerasa 1
Què és l'ADN polimerasa 2?
ADN polimerasa 2 (Pol 2) és un enzim procariota que catalitza la replicació de l'ADN. Pertany a la família de la polimerasa B i està codificat pel gen polB. Va ser descobert per primera vegada a partir d'E Coli per Thomas Kornberg l'any 1970. Pol 2 és una proteïna globular composta per 783 aminoàcids. Té activitat exonucleasa de 3’ a 5’ i activitat polimerasa de 5’ a 3’. Interacciona amb els enzims de l'ADN polimerasa 3 per mantenir la fidelitat i la processivitat de la replicació de l'ADN. Pol 2 també té la capacitat de corregir l'ADN recentment sintetitzat per a la precisió.
Figura 03: DNA polimerasa 2
Què és l'ADN polimerasa 3?
ADN polimerasa 3 (Pol 3) és el principal enzim que catalitza la replicació de l'ADN en procariotes. Pertany a la família C polimerasa i està codificat pel gen polC. Va ser descobert per Thomas Kornberg l'any 1970. Pol 3 és un component de la forquilla de replicació i pot afegir 1.000 nucleòtids per segon a la cadena d'ADN que s'acaba de polimeritzar.
Pol 3 és un holoenzim compost per deu proteïnes diferents i té tres molècules funcionals, a saber, α, ε i θ. Tres molècules funcionals de Pol 3 són responsables per separat de tres accions de l'enzim. La subunitat α gestiona la polimerització de l'ADN mentre que l'ε gestiona l'activitat de correcció de proves de l'exonucleasa de l'enzim pol 3. La subunitat θ ajuda a la subunitat ε per a la correcció de proves.
Figura 04: subunitats de l'ADN polimerasa 3
Quina diferència hi ha entre l'ADN polimerasa 1 i 2 i 3?
ADN polimerasa 1 vs 2 vs 3 |
|
| Polimerasa 1 | La polimerasa 1 està formada per 928 aminoàcids. |
| Polimerasa 2 | La polimerasa 2 està formada per 783 aminoàcids. |
| Polimerasa 3 | La polimerasa 3 és un holoenzim compost per deu proteïnes disposades en tres subunitats funcionals. |
| Família | |
| Polimerasa 1 | La polimerasa 1 pertany a la família de la polimerasa A. |
| Polimerasa 2 | La polimerasa 2 pertany a la família de la polimerasa B. |
| Polimerasa 3 | La polimerasa 3 pertany a la família de la polimerasa C. |
| Funció principal | |
| Polimerasa 1 | Això és responsable de la reparació de l'ADN i l'eliminació dels cebadors d'ARN. |
| Polimerasa 2 | Això és responsable de la correcció, la fidelitat i la processivitat de l'ADN nou format |
| Polimerasa 3 | Això és responsable de la polimerització de l'ADN |
Resum: ADN polimerasa 1 vs 2 vs 3
La DNA polimerasa és una classe d'enzims important que es troba en tots els organismes vius. La funció principal de l'ADN polimerasa és la replicació de l'ADN. És capaç d'acoblar nucleòtids i sintetitzar nou ADN complementari per a l'ADN existent. Aquest enzim existeix en diferents formes que varien de forma i mida. L'ADN polimerasa 1, 2 i 3 són ADN polimerases procariotes implicades en la replicació de l'ADN. Pol 1 catalitza la reparació dels danys a l'ADN. Pol 2 catalitza la fidelitat i la processivitat de la replicació de l'ADN. Pol 3 catalitza la polimerització de l'ADN de 5' a 3'.
