Die Hauptunterschied zwischen DNA-Ligase und DNA-Polymerase ist das DNA-Ligase verbindet einzelsträngige Brüche in doppelsträngiger DNA während der DNA-Replikation, -Reparatur und -Rekombination, während DNA-Polymerase während der DNA-Replikation komplementäre DNA-Nukleotide zu einem wachsenden Strang in 5'- bis 3'-Richtung hinzufügt. Darüber hinaus spielt DNA-Ligase eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Genomintegrität, während DNA-Polymerase für die Synthese neuer DNA wichtig ist, die für die Zellteilung benötigt wird.

DNA-Ligase und DNA-Polymerase sind zwei Enzyme, die eine wichtige Rolle bei der DNA-Replikation und -Reparatur spielen. Bezeichnenderweise katalysieren sie die Bildung von Phosphodiesterbindungen.

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Was ist DNA-Ligase?

DNA-Ligase ist das Enzym, das eine wesentliche Rolle bei der Verbindung von hauptsächlich Einzelstrangbrüchen in der doppelsträngigen DNA während der DNA-Replikation, -Reparatur und -Rekombination spielt. Es funktioniert ATP-abhängig. Im Allgemeinen gibt es bei Säugetieren vier Arten von DNA-Ligasen. Sie sind DNA-Ligase I, II, III und IV. Hier ist DNA-Ligase I das Enzym, das für die Ligation der entstehenden DNA des nacheilenden Strangs nach der Entfernung der RNA-Primer aus den Okazaki-Fragmenten während der DNA-Replikation verantwortlich ist. Grundsätzlich ist es ein Monomer von 102 kDa mit zwei klar unterschiedlichen Regionen: 78 kDa C-terminale Domäne, die das aktive Zentrum enthält, und 24 kDa N-terminal, die das Kernlokalisierungssignal enthält, das das Enzym auf die Region der DNA-Replikation lenkt.

Abbildung 1: DNA-Ligase-Funktion

Darüber hinaus ist DNA-Ligase II für die DNA-Reparatur verantwortlich. Dieses Enzym enthält jedoch kein Gen und wird durch alternatives Spleißen des Genprodukts des DNA-Ligase-III-Gens gebildet. Darüber hinaus ist DNA-Ligase III für die Ligation von DNA während der Nukleotidexzisionsreparatur und in rekombinanten Fragmenten verantwortlich. Auf der anderen Seite ligiert DNA-Ligase IV Doppelstrangbrüche während des nicht-homologen Endverbindungsweges. Die anderen beiden gängigen Typen von DNA-Ligasen umfassen E. coli-DNA-Ligase und T4-Ligase.

Was ist DNA-Polymerase?

DNA-Polymerase ist das entscheidende Enzym, das für das Hinzufügen komplementärer Nukleotide zu den wachsenden DNA-Strängen während der DNA-Replikation verantwortlich ist. Außerdem verläuft sie in 5'- bis 3'-Richtung auf dem wachsenden Strang. Es benötigt einen RNA-Primer, also eine bereits vorhandene 3'-OH-Gruppe, um die Synthese während der DNA-Replikation einzuleiten. Im Allgemeinen sind die sechs Arten von DNA-Polymerasen in Eukaryoten die DNA-Polymerase α, β,, δ, und. Allerdings nehmen nur drei von ihnen an der DNA-Replikation teil. Sie sind DNA-Polymerase α, δ und ε. Grundsätzlich sind andere DNA-Polymerasen an der DNA-Reparatur beteiligt.

Abbildung 2: DNA-Polymerase-Funktion

Ähnlichkeiten zwischen DNA-Ligase und DNA-Polymerase

Unterschied zwischen DNA-Ligase und DNA-Polymerase

Definition

DNA-Ligase bezieht sich auf eine bestimmte Art von Enzym, die das Zusammenfügen von DNA-Strängen erleichtert, indem sie die Bildung einer Phosphodiester-Bindung katalysiert, während sich DNA-Polymerase auf ein Enzym bezieht, das DNA-Moleküle aus Desoxyribonukleotiden, den Bausteinen der DNA, synthetisiert.

Typen

Die Arten von DNA-Ligasen umfassen DNA-Ligase I, II, III, IV, E. coli-DNA-Ligase und T4-Ligase, während die Arten von DNA-Polymerasen DNA-Polymerase α, β,, δ, ε und ζ in Eukaryoten und DNA umfassen Polymerase I, I, III, IV und V in Prokaryonten.

Funktion

DNA-Ligase verbindet einzelsträngige Brüche in doppelsträngiger DNA während der DNA-Replikation, -Reparatur und -Rekombination, während die DNA-Polymerase während der DNA-Replikation komplementäre DNA-Nukleotide zu einem wachsenden Strang in 5'- bis 3'-Richtung hinzufügt.

Aktivierte Zwischen- und Abgangsgruppe

Das aktivierte Zwischenprodukt der DNA-Ligase ist ein DNA-Adenylat und AMP ist die Abgangsgruppe, während die aktivierten Zwischenprodukte der DNA-Polymerase Desoxyribonukleosidtriphosphate sind und Abgangsgruppen Pyrophosphate sind.

Bedeutung

Bedeutung

Während DNA-Ligase eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Genomintegrität spielt, ist DNA-Polymerase wichtig für die Synthese neuer DNA, die für die Zellteilung benötigt wird.

Abschluss

DNA-Ligase ist das Enzym, das für die Ligation von Einzelstrangbrüchen in doppelsträngiger DNA verantwortlich ist. Im Allgemeinen ist es wichtig bei der DNA-Replikation, -Reparatur und genetischen Rekombination. Andererseits ist die DNA-Polymerase das Hauptenzym, das für die Addition komplementärer Basen an den wachsenden DNA-Strang während der DNA-Replikation verantwortlich ist. Darüber hinaus ist es wichtig für die Synthese fehlender Basen während der DNA-Reparatur. Daher sind beide Enzyme wichtig für die Aufrechterhaltung der Integrität der DNA. Der Hauptunterschied zwischen DNA-Ligase und DNA-Polymerase ist jedoch ihre Funktion.

Verweise:

1. Mossi, Romina et al. „DNA-Ligase I beeinflusst selektiv die DNA-Synthese durch DNA-Polymerasen δ und ε, was auf unterschiedliche Funktionen bei der DNA-Replikation und -Reparatur hindeutet.“ Zeitschrift für biologische Chemie, vol. 273, Nr. 23, 1998, S. 14322–14330., doi:10.1074/jbc.273.23.14322.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Heather Tsai DNA Ligase“ von HeatherTsai – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia 2. „DNA replication en“ Von LadyofHats Mariana Ruiz – Eigene Arbeit Bild umbenannt von File:DNA replication.svg (Public Domain) über Commons Wikimedia