Hauptunterschied – DNA-Ligase vs. DNA-Polymerase
DNA-Ligase und DNA-Polymerase sind wichtige Enzyme, die an der DNA-Replikation und den DNA-Reparaturmechanismen von Organismen beteiligt sind. DNA-Ligase ist für die Verbindung von DNA-Fragmenten verantwortlich, indem sie die Bildung von Phosphodiesterbindungen zwischen Nukleotiden katalysiert. Die DNA-Polymerase ist für die Synthese von DNA aus ihren Bausteinen (Nukleotiden) unter Verwendung von Matrizen-DNA verantwortlich. Dies ist der Hauptunterschied zwischen DNA-Ligase und DNA-Polymerase.
Was ist DNA-Ligase?
DNA-Ligase ist ein Enzym, das die Bildung von Phosphodiesterbindungen zwischen 3'-OH- und 5'-PO4-Gruppen von Nukleotiden katalysiert und die Verbindung von DNA-Fragmenten erleichtert. Es ist auch als Molekularhefter bekannt. Diese Fähigkeit ermöglicht das Füllen der Lücken oder Kerben der DNA und das Verbinden von Okazaki-Fragmenten, die während der DNA-Replikation gebildet werden. DNA-Ligasen sind in der rekombinanten DNA-Technologie für die Herstellung der rekombinanten DNA-Moleküle sehr nützlich. DNA-Ligase verbindet interessierende DNA mit Vektor-DNA. Daher ist es ein wichtiges Enzym für Organismen.
DNA-Ligase-Enzym hängt für seine Funktion von einem Cofaktor und Mg2+-Ionen ab. Es gibt zwei Cofaktoren, die bei DNA-Ligasen helfen. NAD+ fungiert als Cofaktor für bakterielle DNA-Ligasen, während ATP häufig als Cofaktor für Viren und eukaryotische DNA-Ligasen fungiert. Die Aktion der eukaryotischen DNA-Ligase wird über 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 durch kovalente Bindung mit dem resultierenden AMP.
Schritt 02: Gebildetes Enzym-AMP-Zwischenprodukt überträgt AMP auf das 5'-Phosphat des Nicks und bildet DNA-Adenylat (5′-Phosphat-Sauerstoff des DNA-Strangs greift den Phosphor des Ligase-Adenylat-Zwischenprodukts an).
Schritt 03: DNA-Ligase katalysiert den Angriff des 3′-OH des Nick auf DNA-Adenylat, um die Polynukleotide zu verbinden, und setzt AMP frei.
DNA-Ligasen werden normalerweise aus T4-Bakteriophagen isoliert und in großem Umfang in der rekombinanten DNA-Technologie verwendet.
Abbildung 01: DNA-Ligase bei der Nick-Reparatur
Was ist DNA-Polymerase?
DNA-Polymerase ist ein allgegenwärtiges Enzym, das in allen Organismen vorhanden ist, die an der DNA-Synthese und Genomreplikation beteiligt sind. Mithilfe von DNA-Polymerasen werden genetische Informationen von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben. Es katalysiert die Synthese neuer DNA, die komplementär zur bestehenden DNA ist. Die DNA-Polymerase fügt Nukleotide (Bausteine von Nukleinsäuren) an die 3'-OH-Gruppe der Primersequenz an und setzt die Strangbildung in 5'-Richtung fort. Die meisten DNA-Polymerasen haben eine 5’- bis 3’-Polymerase-Aktivität und eine 3’- bis 5’-Exonuklease-Aktivität zum Korrekturlesen.
Prokaryotische DNA-Polymerasen werden unter fünf Hauptgruppen beschrieben. Eukaryoten enth alten mindestens 16 verschiedene DNA-Polymerasen. Alle diese DNA-Polymerasen sind in sieben Familien eingeteilt, nämlich A, B, C, D, X, Y und RT (Reverse Transcriptase).
Abbildung 02: DNA-Polymerase-gesteuerte DNA-Replikation
Was ist der Unterschied zwischen DNA-Ligase und DNA-Polymerase?
DNA-Ligase vs. DNA-Polymerase |
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| 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 wichtigste Enzym bei der DNA-Replikation. |
| Anforderungen | |
| Es hängt von Mg2+ Ionen und ATP/NAD+ Cofaktoren ab | Es hängt von einer Matrize, 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 Phosphodiesterbindungen benötigt wird. Die DNA-Polymerase ist das wichtigste Enzym, das für die Synthese neuer DNA wichtig ist. 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.
