主要区别 – DNA 聚合酶 1 与 3

DNA 聚合酶 1 和 3 是参与原核 DNA 复制的两种类型的 DNA 聚合酶。 DNA 聚合酶通过将核苷酸组装到母链上来帮助合成新的 DNA 链。 DNA 聚合酶 1 和 3 都具有 5' 到 3' 方向的复制活性。 DNA 聚合酶 1 具有 5' 到 3' 和 3' 到 5' 核酸外切酶活性。然而，DNA 聚合酶 3 仅具有 3' 到 5' 外切酶活性。这 主要区别 DNA聚合酶1和3之间是 DNA 聚合酶 1 参与从片段中去除引物并用相关核苷酸替换缺口，而 DNA 聚合酶 3 主要参与前导链和滞后链的合成.

涵盖的关键领域

1.什么是DNA聚合酶1 – 定义、结构、功能 2.什么是DNA聚合酶3 – 定义、结构、功能 3. DNA聚合酶1和3有什么相似之处 – 共同特征概要 4. DNA聚合酶1和3有什么区别 – 主要差异的比较

关键术语：DNA 聚合酶 1、DNA 聚合酶 3、3' 到 5' 核酸外切酶活性、5' 到 3' 核酸外切酶活性、间隙填充、Klenow 片段、聚合、校对、原核 DNA 复制

什么是 DNA 聚合酶 1

DNA聚合酶1是一类具有聚合活性、校对活性和引物去除活性的DNA聚合酶。 DNA 聚合酶 1 于 1956 年由 Arthur Kornberg 首次发现。他因这一发现于 1959 年获得诺贝尔奖。DNA 聚合酶 1 由 polA 基因编码。 polA 基因的大小为 3000 bp。 DNA 聚合酶 1 参与原核 DNA 复制，因为它有助于在 5' 到 3' 方向合成新的 DNA 链。此外，DNA 聚合酶 1 参与填补缺口、修复和重组。 DNA 聚合酶 1 填补了双链 DNA 中的空白，这在 DNA 修复中很重要。 DNA 聚合酶 1 具有 3' 到 5' 核酸外切酶活性和 5' 到 3' 核酸外切酶活性。 5' 到 3' 核酸外切酶活性在 5' 到 3' 方向降解单链和双链 DNA。一旦从 DNA 聚合酶 1 全酶中去除 5' 到 3' 外切核酸酶活性，剩余的分子称为 克莱诺片段.

图 1：DNA 聚合酶 1 的功能域

Klenow 片段是 DNA 扩增反应中的有用分子。这在 错配修复. DNA 聚合酶 1 的三个功能域如图 1 所示。

什么是 DNA 聚合酶 3

DNA聚合酶3是参与原核DNA复制的主要酶。 DNA 聚合酶 3 具有 5' 到 3' 聚合活性，其中新的核苷酸添加到其 3' 末端的增长链中。该酶有助于引入核苷酸与模板链的碱基配对。 DNA 聚合酶 3 的另一个功能是校对复制的 DNA。 DNA 聚合酶 3 具有 3' 到 5' 核酸外切酶活性。因此，该酶读取刚刚添加的核苷酸，如果与模板链有任何错配，它将被移除并重新合成。因此，DNA聚合酶3对于维持基因组的稳定性很重要。

图 2：DNA 聚合酶 3

DNA聚合酶3全酶由10个亚基组成，排列成两个DNA聚合酶。 α 亚基是催化亚基。 ε 亚基具有 3' 到 5' 的校对活动。 θ 亚基的功能未知。 α 亚基由 dnaE 基因编码。 ε 和 θ 亚基由 dnaQ 和 holE 基因编码。 DNA聚合酶3的结构如图2所示。

DNA 聚合酶 1 和 3 之间的相似性

DNA 聚合酶 1 和 3 之间的差异

定义

DNA 聚合酶 1： DNA聚合酶1是由polA基因编码的DNA聚合酶，参与原核DNA复制。

DNA 聚合酶 3： DNA聚合酶3是帮助原核DNA复制的主要酶。

发现

DNA 聚合酶 1： DNA 聚合酶 1 由 Arthur Kornberg 于 1956 年首次发现。

DNA 聚合酶 3： DNA 聚合酶 3 于 1970 年由 Thomas Kornberg 和 Malcolm Gefer 首次发现。

编码方式

DNA 聚合酶 1： DNA聚合酶1由polyA基因编码。

DNA 聚合酶 3： DNA 聚合酶 3 由 dnaE、dnaQ 和 holE 基因编码。

家庭

DNA 聚合酶 1： DNA 聚合酶 1 属于 DNA 聚合酶家族 A。

DNA 聚合酶 3： DNA 聚合酶 3 属于 DNA 聚合酶家族 C。

核酸外切酶活性

DNA 聚合酶 1： DNA 聚合酶 1 具有 3' 到 5' 核酸外切酶活性和 5' 到 3' 核酸外切酶活性。

DNA 聚合酶 3： DNA 聚合酶 3 仅具有 3' 到 5' 外切核酸酶活性。

功能

DNA 聚合酶 1： DNA 聚合酶 1 从 5' 到 3' 方向去除 RNA 引物。

DNA 聚合酶 3： DNA 聚合酶 3 在 3' 末端添加脱氧核糖核酸。

RNA引物

DNA 聚合酶 1： DNA 聚合酶 1 去除 RNA 引物。

DNA 聚合酶 3： DNA 聚合酶 3 需要 RNA 引物来合成 DNA。

DNA合成

DNA 聚合酶 1： DNA 聚合酶 1 将核苷酸添加到不断增长的多核苷酸链中。

DNA 聚合酶 3： DNA聚合酶3是原核生物合成DNA的关键酶。

滞后/领先股

DNA 聚合酶 1： DNA 聚合酶 1 仅作用于滞后链。

DNA 聚合酶 3： DNA 聚合酶 3 作用于复制叉的前导链和滞后链。

DNA合成率

DNA 聚合酶 1： DNA 聚合酶 1 每秒可以添加 10 到 20 个核苷酸。

DNA 聚合酶 3： DNA 聚合酶 3 每秒可以添加大约 1000 个核苷酸。

结论

DNA 聚合酶 1 和 3 是参与原核 DNA 复制的两种类型的 DNA 聚合酶。两种类型的 DNA 聚合酶都具有 5' 到 3' 聚合活性。此外，这两种酶都具有用于校对的 3' 到 5' 核酸外切酶活性。 DNA聚合酶3的主要功能是它在聚合中的功能。然而，DNA 聚合酶 1 具有 5' 到 3' 外切核酸酶活性。通过 5' 到 3' 核酸外切酶活性，DNA 聚合酶 1 能够去除引物。 DNA聚合酶1也填补了形成间隙。因此，DNA聚合酶1和3之间的主要区别在于它们在原核DNA复制中的作用。

参考：

1. “DNA 聚合酶 I”。沃辛顿酶手册。 N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 8 月 9 日。2. Marians、Kenneth J.、Hiroshi Hiasa 和 Deok Ryong Kim。 “核心 DNA 聚合酶 III 亚基在复制叉 α 中的作用是进行连续复制所需的唯一亚基。”生物化学杂志。 N.p.，1998 年 1 月 23 日。Web。在这里可用。 2017 年 8 月 9 日。

图片提供：

1. “PolymeraseDomains”（未知）“本月分子”，2000 年 3 月 – 蛋白质数据库（公共领域），来自 Commons Wikimedia2。 “DNA 聚合酶 III（带亚基）”，作者 Alepopoli – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY-SA 3.0）