Der Hauptunterschied zwischen dem Klenow-Fragment und der DNA-Polymerase 1 besteht darin, dass das Klenow-Fragment ein großer Teil der DNA-Polymerase 1 ist, der die 5′- bis 3′-Exonukleaseaktivität fehlt, während die DNA-Polymerase ein Enzym von E. coli ist, das alle drei hat Domänen einschließlich 5′ bis 3′ Exonukleaseaktivität.
DNA-Polymerase ist eines der Schlüsselenzyme, die an der DNA-Replikation in lebenden Organismen beteiligt sind. Je nach Größe und Form gibt es in Eukaryoten und Prokaryoten verschiedene Formen des DNA-Polymerase-Enzyms. DNA-Polymerase 1, 2 und 3 kommen nur in prokaryotischen Organismen vor und spielen unterschiedliche Rollen bei der DNA-Replikation. DNA-Polymerase 1 hat drei Domänen mit 5'- bis 3'-Polymerase-, 3'- bis 5'-Exonuklease-Aktivität und 5'- bis 3'-Exonuklease-Aktivität. Das Klenow-Fragment ist ein proteolytisches Produkt der DNA-Polymerase 1. Es besitzt 5-zu-3′-Polymerase- und 3′-zu-5′-Exonuklease-Aktivitäten der intakten DNA-Polymerase 1, aber ihm fehlt die 5′-zu-3′-Exonuklease-Aktivität.
Was ist ein Klenow-Fragment?
Klenow-Fragment ist ein großer Teil der DNA-Polymerase 1. Im Gegensatz zur DNA-Polymerase 1 wird im Klenow-Fragment keine 5′-3′-Exonuklease-Aktivität beobachtet, da ihm die 5′-3′-Vorwärts-Exonuklease-Domäne fehlt. Klenow-Fragmente werden hergestellt, indem DNA-Polymerase 1 mit einer Protease namens Subtilisin verdaut wird, einem proteinverdauenden Enzym. Bei einigen Anwendungen wird die 3'- bis 5'-Exonuklease-Aktivität des Klenow-Fragments unerwünscht. Es kann entfernt werden, indem eine Mutation in das Gen eingeführt wird, das das Klenow-Fragment codiert. Das resultierende Enzym, das nur die 5'- bis 3'-Polymerase-Aktivität aufweist, ist als exo-Klenow-Fragment bekannt. Morphologisch ähnelt das Klenow-Fragment der rechten Hand des Menschen. Es hat eine N-terminale 3′-5′-Exonukleasedomäne und eine C-terminale Polymerasedomäne, die durch etwa 30 A voneinander getrennt sind.
Abbildung 01: Klenow-Fragment und DNA-Polymerase 1
Klenow-Fragment ist ein wichtiges Werkzeug in molekularbiologischen Techniken. Klenow-Fragmente haben mehrere Verwendungszwecke. Sie sind beim Klonen mit stumpfen Enden äußerst wichtig, um stumpfe Fragmente herzustellen. Klenow-Fragmente können 3'-Überhänge entfernen oder 5'-Überhänge füllen, um stumpfe Enden zu bilden. Darüber hinaus werden Klenow-Fragmente verwendet, um doppelsträngige DNA aus Einzelsträngen zu synthetisieren. Darüber hinaus werden sie zur Herstellung radioaktiv markierter Sonden unter Verwendung der 5'-zu-3'-DNA-abhängigen DNA-Polymerase-Aktivität verwendet.
Was ist DNA-Polymerase 1?
DNA-Polymerase 1 (Pol 1) ist ein Enzym, das in Prokaryoten vorkommt und für die bakterielle DNA-Replikation benötigt wird. Es ist der erste Typ von DNA-Polymerase, der 1956 von Arthur Kornberg entdeckt wurde. Pol 1 ist die am häufigsten vorkommende Polymerase in E. coli. Es wird vom Gen polA kodiert und besteht aus 928 Aminosäuren. Es besteht aus drei Domänen. Alle drei Domänen erfüllen unterschiedliche Funktionen. Zwei Domänen führen eine 5'-zu-3'-Exonuklease-Aktivität und eine 3'-zu-5'-Exonuklease-Aktivität aus. Aufgrund dieser Aktivität, die Pol 1 besitzt, ist es eher als DNA-reparierendes Enzym denn als DNA-replizierendes Enzym beliebt. Die dritte Domäne hat die Fähigkeit, mehrere Polymerisationen (5′ bis 3′) vor der Freisetzung der Matrizen-DNA zu katalysieren und Okazaki-Fragmente miteinander zu verbinden, indem sie neue DNA einfüllt und RNA-Primer entfernt.
Abbildung 02: DNA-Polymerase
Pol 1, isoliert aus E. Coli, wurde ausgiebig in molekularen Anwendungen eingesetzt. Als jedoch die Taq-Polymerase entdeckt wurde, ersetzte sie die E. Coli Pol 1 in der PCR-Technologie. Taq-Polymerase ist eine Art thermostabile DNA-Polymerase, die zu Pol 1 gehört.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Klenow-Fragment und DNA-Polymerase 1?
- Klenow-Fragment ist ein großer Teil der DNA-Polymerase 1.
- Sie haben eine 5'- bis 3'-DNA-abhängige DNA-Polymerase-Aktivität und eine 3'- bis 5'-Exonuklease-Aktivität, die das Korrekturlesen vermitteln.
- Sie werden für mehrere Zwecke verwendet.
Was ist der Unterschied zwischen Klenow-Fragment und DNA-Polymerase 1?
Der Hauptunterschied zwischen dem Klenow-Fragment und der DNA-Polymerase 1 besteht darin, dass dem Klenow-Fragment die 5′-3′-Exonuklease-Aktivität fehlt, während die DNA-Polymerase 1 eine 5′-3′-Exonuklease-Aktivität aufweist. Daher hat das Klenow-Fragment zwei Domänen, während die DNA-Polymerase 1 alle drei Domänen hat.
Die folgende Infografik zeigt weitere Details zum Unterschied zwischen Klenow-Fragment und DNA-Polymerase 1.
Zusammenfassung – Klenow-Fragment vs. DNA-Polymerase 1
DNA-Polymerase 1 ist ein Enzym von E. coli, das drei Domänen als 5′- bis 3′-Polymerisationsdomäne, 3′- bis 5′-Exonuklease-Domäne und 5′- bis 3′-Exonuklease-Domäne aufweist. Das Klenow-Fragment ist ein großer Teil der DNA-Polymerase. Ihr fehlt eine Domäne der DNA-Polymerase 1, nämlich die 5′-3′-Exonukleasedomäne. Der Hauptunterschied zwischen Klenow-Fragment und DNA-Polymerase 1 besteht darin, dass Klenow-Fragmente keine Exonukleasedomäne von 5′ bis 3′ haben, während DNA-Polymerase 1 eine Exonukleasedomäne von 5′ bis 3′ hat.
