Unterschied zwischen DNA-Ligase und DNA-Polymerase

Hauptunterschied - DNA-Ligase vs. DNA-Polymerase
 

DNA-Ligase und DNA-Polymerase sind wichtige Enzyme, die an DNA-Replikations- und DNA-Reparaturmechanismen von Organismen beteiligt sind. DNA-Ligase ist für das Verbinden von DNA-Fragmenten verantwortlich, indem die Bildung von Phosphodiesterbindungen zwischen Nukleotiden katalysiert wird. DNA-Polymerase ist für die Synthese von DNA aus ihren Bausteinen (Nukleotiden) unter Verwendung von Template-DNA verantwortlich. Dies ist der Hauptunterschied zwischen DNA-Ligase und DNA-Polymerase.

INHALT
1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist DNA-Ligase?
3. Was ist DNA-Polymerase?
4. Side-by-Side-Vergleich - DNA-Ligase vs. DNA-Polymerase
5. Zusammenfassung

Was ist DNA-Ligase??

DNA-Ligase ist ein Enzym, das die Bildung einer Phosphodiesterbindung zwischen 3'-OH und 5'-PO katalysiert₄ Gruppen von Nukleotiden und erleichtert das Anfügen von DNA-Fragmenten. Es ist auch als molekularer Stitcher bekannt. Diese Fähigkeit ermöglicht das Füllen der Lücken oder der Kerben von DNA und das Zusammenfügen von Okazaki-Fragmenten, die während der DNA-Replikation gebildet werden. DNA-Ligasen sind in der rekombinanten DNA-Technologie zur Herstellung der rekombinanten DNA-Moleküle sehr nützlich. DNA-Ligase verbindet DNA von Interesse mit Vektor-DNA. Daher ist es ein wichtiges Enzym für Organismen.

Das DNA-Ligaseenzym hängt von einem Cofaktor und Mg2 ab⁺ Ionen für seine Funktion. Es gibt zwei Cofaktoren, die bei DNA-Ligasen helfen. NAD⁺ fungiert als Cofaktor für bakterielle DNA-Ligasen, während ATP häufig als Cofaktor-Virus und eukaryotische DNA-Ligasen fungiert. Die Wirkung der eukaryotischen DNA-Ligase wird durch drei Hauptschritte abgeschlossen.

Schritt 01. DNA-Ligase greift das ATP-Molekül an und setzt Pyrophosphat (zwei Phosphatgruppen) und AMP frei und bildet ein Ligase-Adenylat-Zwischenprodukt, indem es kovalent an das resultierende AMP bindet.

Schritt 02: Das gebildete Enzym AMP-Intermediat überträgt AMP auf das 5'-Phosphat des Nick und bildet DNA-Adenylat (5'-Phosphatsauerstoff des DNA-Strangs greift den Phosphor des Ligase-Adenylat-Intermediats an).

Schritt 03: DNA-Ligase katalysiert den Angriff des 3'-OH des Schnitts auf DNA-Adenylat, um die Polynukleotide zu verbinden und AMP freizusetzen.

DNA-Ligasen werden normalerweise aus T4-Bakteriophagen isoliert und in rekombinanter DNA-Technologie umfassend verwendet.

Abbildung 01: DNA-Ligase in Nick-Reparatur

Was ist DNA-Polymerase??

DNA-Polymerase ist ein allgegenwärtiges Enzym, das in allen an der DNA-Synthese und Genom-Replikation beteiligten Organismen vorhanden ist. Mit Hilfe von DNA-Polymerasen gelangt die genetische Information vom Elternteil zum Nachwuchs. Es katalysiert die Synthese neuer DNA, die zur vorhandenen DNA komplementär ist. DNA-Polymerase fügt der 3'-OH-Gruppe der Primersequenz Nukleotide (Bausteine ​​von Nukleinsäuren) hinzu und setzt die Strangbildung in Richtung 5 'fort. Die meisten der DNA-Polymerasen haben 5 'bis 3'-Polymeraseaktivität und 3' bis 5'-Exonukleaseaktivität zum Korrekturlesen.

Prokaryotische DNA-Polymerasen werden unter fünf Hauptgruppen beschrieben. Eukaryonten enthalten mindestens 16 verschiedene DNA-Polymerasen. Alle diese DNA-Polymerasen sind in sieben Familien unterteilt, nämlich A, B, C, D, X, Y und RT (Reverse Transkriptase)..

Abbildung 02: DNA-Polymerase-gesteuerte DNA-Replikation

Was ist der Unterschied zwischen DNA-Ligase und DNA-Polymerase??

DNA-Ligase vs. DNA-Polymerase
DNA-Ligase ist ein Enzym, das die Bildung von Phosphodiesterbindungen zwischen Nukleotiden katalysiert und DNA-Fragmente miteinander verbindet.	DNA-Polymerase ist ein Enzym, das die Synthese von DNA unter Verwendung von Nukleotiden katalysiert.
Rolle bei der DNA-Replikation
DNA-Ligase ist ein zusätzliches Enzym bei der DNA-Replikation, das Okazaki-Fragmente verbindet.	DNA-Polymerase ist das Hauptenzym bei der DNA-Replikation.
Bedarf
Es hängt von Mg ab2+ Ionen und ATP / NAD+ Kofaktoren	Es hängt von einem Template, Nukleotiden, Primern und Mg ab2+.
Funktionen
DNA-Ligase ist wichtig für die DNA-Rekombination, DNA-Reparatur und DNA-Replikation.	DNA-Polymerase ist wichtig für die DNA-Replikation, DNA-Reparatur und DNA-Rekombinationstechnologie.

Zusammenfassung - DNA-Ligase vs. DNA-Polymerase

DNA-Ligase ist ein wichtiges Enzym, das zum Verbinden von DNA-Fragmenten durch Phosphodiester-Bindungen benötigt wird. DNA-Polymerase ist das wichtigste Enzym für die neue DNA-Synthese. Der Hauptunterschied zwischen DNA-Ligase und DNA-Polymerase ist ihre Funktion. Beide Enzyme sind jedoch für die DNA-Reparatur, die DNA-Replikation und die rekombinante DNA-Technologie unerlässlich.

Referenz:
Rossi, R., A. Montecucco, G. Ciarrocchi und G. Biamonti. "Funktionelle Charakterisierung der T4-DNA-Ligase: Ein neuer Einblick in den Wirkungsmechanismus." Nucleic Acids Research. US National Library of Medicine, 1. Juni 1997. Web. 11. März 2017
Martin, Ina V. und Stuart A. MacNeill. "ATP-abhängige DNA-Ligasen". Genombiologie. BioMed Central, 2002. Web. 11. März 2017
Garcia-Diaz, Miguel und Katarzyna Bebenek. "Mehrere Funktionen von DNA-Polymerasen." Kritische Übersichten in den Pflanzenwissenschaften. US National Library of Medicine, März 2007. Web. 11. März 2017

Bildhöflichkeit:
1. "Ligase-Nickreparatur-Mechanismus" Von Jrmcnall - ChemDraw (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. „Replikationsmaschinen für Phage T7“ Von Danykl - Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia