Diferença chave – DNA Polimerase 1 vs 2 vs 3
DNA polimerase é um clado especial de enzimas que estão envolvidas na replicação do DNA de organismos vivos. A informação genética é passada de uma geração para a próxima geração devido à presença desta enzima. Existem diferentes formas de enzima DNA polimerase encontradas em eucariotos e procariontes. A DNA polimerase 1, 2 e 3 são encontradas apenas em organismos procarióticos e desempenham papéis diferentes na replicação do DNA. A principal diferença entre a DNA polimerase 1 2 e 3 depende principalmente da função principal de cada enzima. A DNA polimerase 3 é a principal enzima que catalisa a síntese de DNA, enquanto as DNA polimerases 1 e 2 estão envolvidas na reparação e revisão do DNA.
O que é DNA Polimerase?
A duplicação de DNA é essencial para passar informações genéticas de pais para filhos. Isso é facilitado por uma enzima especial chamada DNA polimerase. A DNA polimerase pode ser definida como uma enzima ubíqua que catalisa a síntese de DNA complementar ao DNA existente nas células vivas. Foi descoberto pela primeira vez em E coli por Arthur Kornberg em 1955. A replicação e manutenção do DNA são principalmente governadas pelas DNA polimerases na célula. A descoberta de DNA polimerases ajudou muitas técnicas de biologia molecular. É a enzima necessária para sintetizar novas fitas de DNA semelhantes ao DNA original dos organismos a partir de nucleotídeos durante muitas técnicas de biologia molecular, incluindo PCR, clonagem de genes, sequenciamento de genes, diagnóstico de doenças, terapia genética, análise de polimorfismo, etc.
DNA polimerases existem em múltiplas formas, diferindo de forma e tamanho. Pertencem a várias famílias: A, B, C, D, X, Y e RT. As DNA polimerases procarióticas são agrupadas em cinco categorias diferentes, a saber, DNA polimerase 1, DNA polimerase 2, DNA polimerase 3, DNA polimerase 4 e DNA polimerase 5. Os organismos eucarióticos têm aproximadamente quinze polimerases de DNA diferentes, nomeadamente polimerase β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ e ν.
Figura 01: DNA polimerase
Ao sintetizar novo DNA pela DNA polimerase, ela começa na extremidade 3' e direciona a síntese para a extremidade 5' adicionando nucleotídeos de cada vez, complementares ao DNA molde. A DNA polimerase precisa de um grupo 3' OH preexistente para iniciar a síntese da cadeia e é facilitada pelo pequeno fragmento de DNA ou RNA chamado primer. A DNA polimerase lê o DNA molde e se move da extremidade 3' para a extremidade 5', formando uma nova fita de DNA 5'-3'.
O que é DNA Polimerase 1?
DNA polimerase 1 (Pol 1) é uma enzima encontrada em procariontes que ajudam na replicação do DNA bacteriano. É o primeiro tipo de DNA polimerase descoberto por Arthur Kornberg em 1956. Esta enzima está presente em todos os organismos procarióticos. A Pol 1 é codificada pelo gene polA e é composta por 928 aminoácidos. Tem uma atividade de exonuclease de 5' a 3'; assim, é popular como uma enzima de reparo de DNA em vez de uma enzima de replicação de DNA. Ele também tem a capacidade de catalisar múltiplas polimerizações antes de liberar o DNA modelo e conectar fragmentos de Okazaki preenchendo novo DNA e removendo primers de RNA.
Pol 1 isolado de E Coli foi amplamente utilizado em aplicações moleculares. No entanto, uma vez que a Taq Polymerase foi descoberta, ela substituiu a E Coli Pol 1 na tecnologia PCR. A Taq polimerase é uma espécie de DNA polimerase termoestável pertencente a Pol 1.
Figura 02: DNA Polimerase 1
O que é DNA Polimerase 2?
DNA polimerase 2 (Pol 2) é uma enzima procariótica que catalisa a replicação do DNA. Pertence à família da polimerase B e é codificado pelo gen polB. Foi descoberto pela primeira vez a partir de E Coli por Thomas Kornberg em 1970. Pol 2 é uma proteína globular composta por 783 aminoácidos. Tem atividade de exonuclease de 3' a 5' e atividade de polimerase de 5' a 3'. Ele interage com as enzimas DNA polimerase 3 para manter a fidelidade e a processabilidade da replicação do DNA. Pol 2 também tem a capacidade de revisar o DNA recém-sintetizado para precisão.
Figura 03: DNA Polimerase 2
O que é DNA Polimerase 3?
DNA polimerase 3 (Pol 3) é a principal enzima que catalisa a replicação do DNA em procariontes. Pertence à família C polimerase e é codificado pelo gene polC. Foi descoberto por Thomas Kornberg em 1970. Pol 3 é um componente da forquilha de replicação e pode adicionar 1000 nucleotídeos por segundo à fita de DNA recém-polimerizada.
Pol 3 é uma holoenzima composta por dez proteínas distintas e possui três moléculas funcionais, a saber, α, ε e θ. Três moléculas funcionais de Pol 3 são separadamente responsáveis por três ações da enzima. A subunidade α gerencia a polimerização do DNA enquanto a ε gerencia a atividade de revisão de exonuclease da enzima pol 3. A subunidade θ ajuda a subunidade ε para revisão.
Figura 04: Subunidades da DNA Polimerase 3
Qual é a diferença entre DNA Polimerase 1 e 2 e 3?
DNA Polimerase 1 vs 2 vs 3 |
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| Polimerase 1 | A polimerase 1 é composta por 928 aminoácidos. |
| Polimerase 2 | A polimerase 2 é composta por 783 aminoácidos. |
| Polimerase 3 | A polimerase 3 é uma holoenzima composta por dez proteínas dispostas em três subunidades funcionais. |
| Família | |
| Polimerase 1 | A polimerase 1 pertence à família da polimerase A. |
| Polimerase 2 | A polimerase 2 pertence à família da polimerase B. |
| Polimerase 3 | A polimerase 3 pertence à família da polimerase C. |
| Função Principal | |
| Polimerase 1 | É responsável pelo reparo do DNA e remoção de primers de RNA. |
| Polimerase 2 | É responsável pela revisão, fidelidade e processabilidade do DNA recém-formado |
| Polimerase 3 | É responsável pela polimerização do DNA |
Resumo – DNA Polimerase 1 vs 2 vs 3
DNA polimerase é uma importante classe de enzimas encontrada em todos os organismos vivos. A principal função da DNA polimerase é a replicação do DNA. É capaz de montar nucleotídeos e sintetizar novo DNA complementar para o DNA existente. Esta enzima existe em diferentes formas variando de forma e tamanho. A DNA polimerase 1, 2 e 3 são DNA polimerases procarióticas envolvidas na replicação do DNA. Pol 1 catalisa a reparação de danos no DNA. Pol 2 catalisa a fidelidade e a processabilidade da replicação do DNA. Pol 3 catalisa a polimerização de DNA de 5' para 3'.
