Unterschied zwischen DNA-Polymerase 1 und 3

Hauptunterschied - DNA-Polymerase 1 vs. 3

DNA-Polymerase 1 und 3 sind zwei Arten von DNA-Polymerasen, die an der prokaryotischen DNA-Replikation beteiligt sind. DNA-Polymerasen unterstützen die Synthese eines neuen DNA-Strangs, indem sie die Nukleotide an den Ausgangsstrang anfügen. Beide DNA-Polymerasen 1 und 3 besitzen replikative Aktivität in der Richtung von 5 'nach 3'. DNA-Polymerase 1 besitzt sowohl 5'-bis 3'- als auch 3'-bis 5'-Exonuklease-Aktivität. DNA-Polymerase 3 besitzt jedoch nur 3 'bis 5'-Exonucleaseaktivität. Das Hauptunterschied zwischen DNA-Polymerase 1 und 3 ist das DNA-Polymerase 1 ist an der Entfernung von Primern aus den Fragmenten beteiligt und ersetzt die Lücke durch relevante Nukleotide, während DNA-Polymerase 3 hauptsächlich an der Synthese der führenden und nacheilenden Stränge beteiligt ist.  

Wichtige Bereiche

1. Was ist DNA-Polymerase 1?
      - Definition, Struktur, Funktion
2. Was ist DNA-Polymerase 3?
      - Definition, Struktur, Funktion
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen DNA-Polymerase 1 und 3?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen DNA-Polymerase 1 und 3?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: DNA-Polymerase 1, DNA-Polymerase 3, 3 'bis 5' - Exonuklease-Aktivität, 5 'bis 3' - Exonuklease-Aktivität, Lückenfüllung, Klenow-Fragment, Polymerisation, Korrekturlesen, Prokaryotische DNA-Replikation

Was ist DNA-Polymerase 1?

DNA-Polymerase 1 ist ein Typ von DNA-Polymerasen, der Polymerisationsaktivität, Korrekturleseaktivität und Primer-Entfernungsaktivität besitzt. Die DNA-Polymerase 1 wurde erstmals 1956 von Arthur Kornberg entdeckt. Für diese Entdeckung erhielt er 1959 den Nobelpreis. Die DNA-Polymerase 1 wird von der DNA kodiert polA Gen. Die grosse von polA Gen ist 3000 bp. Die DNA-Polymerase 1 ist an der prokaryotischen DNA-Replikation beteiligt, da sie die Synthese eines neuen DNA-Strangs in der Richtung von 5 'nach 3' unterstützt. Darüber hinaus ist die DNA-Polymerase 1 an der Füllung von Lücken, der Reparatur und der Rekombination beteiligt. Das Enzym DNA-Polymerase 1 füllt die Lücken in der doppelsträngigen DNA, was für die DNA-Reparatur wichtig ist. DNA-Polymerase 1 besitzt sowohl 3'-bis 5'-Exonucleaseaktivität als auch die 5'-bis 3'-Exonucleaseaktivität. Die 5'-zu-3'-Exonuklease-Aktivität baut sowohl einzel- als auch doppelsträngige DNA in 5'-nach-3'-Richtung ab. Sobald die 5'-zu-3'-Exonukleaseaktivität aus dem Holoenzym der DNA-Polymerase 1 entfernt ist, wird das verbleibende Molekül das genannt Klenow-Fragment.

Abbildung 1: Funktionelle Domänen der DNA-Polymerase 1

Das Klenow-Fragment ist ein nützliches Molekül in DNA-Amplifikationsreaktionen. Das ist wichtig in Fehlanpassung reparieren. Die drei funktionellen Domänen der DNA-Polymerase 1 sind in gezeigt Abbildung 1. 

Was ist DNA-Polymerase 3?

DNA-Polymerase 3 ist das wichtigste Enzym, das an der prokaryotischen DNA-Replikation beteiligt ist. Die DNA-Polymerase 3 besitzt eine 5'- bis 3'-Polymerisationsaktivität, wobei der wachsenden Kette an ihrem 3'-Ende neue Nucleotide hinzugefügt werden. Das Enzym unterstützt die Basenpaarung eingehender Nukleotide mit dem Templatstrang. Die andere Funktion der DNA-Polymerase 3 ist das Korrekturlesen der replizierten DNA. DNA-Polymerase 3 besitzt 3'-bis 5'-Exonukleaseaktivität. Daher liest dieses Enzym die gerade hinzugefügten Nukleotide, und wenn es eine Fehlanpassung mit dem Template-Strang gibt, wird es entfernt und erneut synthetisiert. Daher ist die DNA-Polymerase 3 wichtig für die Aufrechterhaltung der Stabilität des Genoms.

2: DNA-Polymerase 3

DNA-Polymerase-3-Holoenzyme besteht aus zehn Untereinheiten, die in zwei DNA-Polymerasen angeordnet sind. Die α-Untereinheit ist die katalytische Untereinheit. Die ε-Untereinheit hat 3 'bis 5' Korrekturleseaktivität. Die θ-Untereinheit hat eine unbekannte Funktion. Die α-Untereinheit wird vom dnaE-Gen kodiert. Die ε- und θ-Untereinheiten werden von den dnaQ- und holE-Genen codiert. Die Struktur der DNA-Polymerase 3 ist in gezeigt Figur 2. 

Ähnlichkeiten zwischen DNA-Polymerase 1 und 3

• DNA-Polymerase 1 und DNA-Polymerase 3 sind zwei Familien von DNA-Polymerasen.
• Sowohl DNA-Polymerase 1 als auch DNA-Polymerase 3 sind an der prokaryotischen DNA-Replikation beteiligt.
• Sowohl DNA-Polymerase 1 als auch DNA-Polymerase 3 besitzen sowohl Polymeraseaktivität als auch Exonukleaseaktivität.
• Beide DNA-Polymerasen führen die DNA-Replikation halbkonservativ durch

Unterschied zwischen DNA-Polymerase 1 und 3

Definition

DNA-Polymerase 1: DNA - Polymerase 1 ist eine DNA - Polymerase, die von der DNA kodiert wird polA Gen und ist an der prokaryotischen DNA-Replikation beteiligt.

DNA-Polymerase 3: DNA-Polymerase 3 ist das Hauptenzym, das die prokaryotische DNA-Replikation unterstützt.

Entdeckung

DNA-Polymerase 1: Die DNA-Polymerase 1 wurde erstmals 1956 von Arthur Kornberg entdeckt.

DNA-Polymerase 3: Die DNA-Polymerase 3 wurde erstmals 1970 von Thomas Kornberg und Malcolm Gefer entdeckt.

Codiert von

DNA-Polymerase 1: DNA-Polymerase 1 wird durch kodiert PolyA Gen.

DNA-Polymerase 3: DNA-Polymerase 3 wird von dnaE-, dnaQ- und holE-Genen codiert.

Familie

DNA-Polymerase 1: DNA-Polymerase 1 gehört zur DNA-Polymerase-Familie A.

DNA-Polymerase 3: DNA-Polymerase 3 gehört zur DNA-Polymerase-Familie C.

Exonuclease-Aktivität

DNA-Polymerase 1: DNA-Polymerase 1 hat sowohl 3'-bis 5'-Exonucleaseaktivität als auch 5'-bis 3'-Exonucleaseaktivität.

DNA-Polymerase 3: DNA-Polymerase 3 hat nur 3 'bis 5'-Exonuklease-Aktivität.

Funktion

DNA-Polymerase 1: DNA-Polymerase 1 entfernt den RNA-Primer von 5 'nach 3'.

DNA-Polymerase 3: DNA-Polymerase 3 fügt Desoxyribonukleinsäuren am 3'-Ende hinzu.

RNA-Primer

DNA-Polymerase 1: DNA-Polymerase 1 entfernt den RNA-Primer.

DNA-Polymerase 3: DNA-Polymerase 3 erfordert einen RNA-Primer, um die DNA zu synthetisieren.

DNA-Synthese

DNA-Polymerase 1: DNA-Polymerase 1 fügt der wachsenden Polynukleotidkette Nukleotide hinzu.

DNA-Polymerase 3: DNA-Polymerase 3 ist das Schlüsselenzym für die Synthese von DNA in Prokaryoten.

Lagging / Führungsstränge

DNA-Polymerase 1: DNA-Polymerase 1 wirkt nur auf den nacheilenden Strang.

DNA-Polymerase 3: Die DNA-Polymerase 3 wirkt auf führende und nacheilende Stränge der Replikationsgabel.

Rate der DNA-Synthese

DNA-Polymerase 1: DNA-Polymerase 1 kann 10 bis 20 Nukleotide pro Sekunde hinzufügen.

DNA-Polymerase 3: DNA-Polymerase 3 kann pro Sekunde etwa 1000 Nukleotide hinzufügen.

Fazit

DNA-Polymerase 1 und 3 sind zwei Arten von DNA-Polymerasen, die an der prokaryotischen DNA-Replikation beteiligt sind. Beide Arten von DNA-Polymerasen besitzen polymerisierende Aktivität von 5 'bis 3'. Zusätzlich besitzen beide Enzyme 3 'bis 5'-Exonuklease-Aktivität zum Korrekturlesen. Die Hauptfunktion der DNA-Polymerase 3 ist ihre Funktion bei der Polymerisation. DNA-Polymerase 1 besitzt jedoch 5 'bis 3'-Exonukleaseaktivität. Durch 5'- bis 3'-Exonukleaseaktivität kann DNA-Polymerase 1 den Primer entfernen. Die Bildungslücke wird auch durch die DNA-Polymerase 1 gefüllt. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen DNA-Polymerase 1 und 3 in ihrer Rolle bei der prokaryotischen DNA-Replikation.

Referenz:

1. "DNA Polymerase I." Worthington Enzyme Manual. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 09 Aug. 2017. 
2. Marians, Kenneth J., Hiroshi Hiasa und Deok Ryong Kim. "Die Rolle der Core-DNA-Polymerase-III-Untereinheiten an der Replikationsgabel α ist die einzige Untereinheit, die für die prozessive Replikation erforderlich ist." Journal of Biological Chemistry. N.p., 23. Januar 1998. Web. Hier verfügbar. 09 Aug. 2017. 

Bildhöflichkeit:

1. "PolymeraseDomains" Von (unbekannt) "Molecule of the Month", März 2000 - Proteindatenbank (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "DNA-Polymerase III (mit Untereinheiten)" Von Alepopoli - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia