主な違い – DNA ポリメラーゼ 1 と 3
DNA ポリメラーゼ 1 と 3 は、原核生物の DNA 複製に関与する 2 種類の DNA ポリメラーゼです。 DNAポリメラーゼは、ヌクレオチドを親鎖に組み立てることにより、新しいDNA鎖の合成を支援します。 DNA ポリメラーゼ 1 と 3 の両方が、5' から 3' 方向に複製活性を持っています。 DNA ポリメラーゼ 1 は、5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性と 3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性の両方を持っています。しかし、DNA ポリメラーゼ 3 は 3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性しか持っていません。 主な違い DNA ポリメラーゼ 1 と 3 の間の違いは、DNA ポリメラーゼ 1 がフラグメントからのプライマーの除去と関連するヌクレオチドによるギャップの置換に関与しているのに対し、DNA ポリメラーゼ 3 は主にリーディング鎖とラギング鎖の合成に関与していることです> .
対象となる主な分野
1. DNAポリメラーゼ1とは
– 定義、構造、機能
2. DNAポリメラーゼ3とは
– 定義、構造、機能
3. DNA ポリメラーゼ 1 と 3 の類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4. DNA ポリメラーゼ 1 と 3 の違いは何ですか
– 主な違いの比較
重要な用語:DNA ポリメラーゼ 1、DNA ポリメラーゼ 3、3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性、5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性、ギャップ フィリング、クレノウ フラグメント、重合、校正、原核生物の DNA 複製 
DNA ポリメラーゼ 1 とは
DNA ポリメラーゼ 1 は、重合活性、プルーフリーディング活性、およびプライマー除去活性を持つ DNA ポリメラーゼの一種です。 DNA ポリメラーゼ 1 は、1956 年にアーサー コーンバーグによって最初に発見されました。彼は 1959 年にこの発見でノーベル賞を受賞しました。DNA ポリメラーゼ 1 は、polA によってコードされています。 遺伝子。 polA のサイズ 遺伝子は 3000 bp です。 DNA ポリメラーゼ 1 は、5' から 3' 方向への新しい DNA 鎖の合成を助けるため、原核生物の DNA 複製に関与しています。さらに、DNA ポリメラーゼ 1 は、ギャップの充填、修復、および組換えに関与しています。酵素である DNA ポリメラーゼ 1 は、DNA 修復において重要な二本鎖 DNA のギャップを埋めます。 DNA ポリメラーゼ 1 は、3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性と 5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性の両方を持っています。 5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性は、一本鎖と二本鎖の両方の DNA を 5' から 3' 方向に分解します。 5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性が DNA ポリメラーゼ 1 ホロ酵素から除去されると、残りの分子は Klenow フラグメント と呼ばれます。 .
図 1:DNA ポリメラーゼ 1 の機能ドメイン
Klenow フラグメントは、DNA 増幅反応において有用な分子です。これは、ミスマッチの修復において重要です . DNA ポリメラーゼ 1 の 3 つの機能ドメインを 図 1 に示します。
DNA ポリメラーゼ 3 とは
DNA ポリメラーゼ 3 は、原核生物の DNA 複製に関与する主要な酵素です。 DNA ポリメラーゼ 3 は 5' から 3' への重合活性を持ち、新しいヌクレオチドが成長中の鎖の 3' 末端に追加されます。この酵素は、入ってくるヌクレオチドとテンプレート鎖との塩基対合を助けます。 DNA ポリメラーゼ 3 のもう 1 つの機能は、複製された DNA の校正です。 DNA ポリメラーゼ 3 は、3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性を持っています。したがって、この酵素は追加されたばかりのヌクレオチドを読み取り、テンプレート鎖とのミスマッチがある場合は、それを除去して再合成します。したがって、DNA ポリメラーゼ 3 はゲノムの安定性を維持する上で重要です。
図 2:DNA ポリメラーゼ 3
DNA ポリメラーゼ 3 ホロ酵素は、2 つの DNA ポリメラーゼに配置された 10 個のサブユニットで構成されています。 αサブユニットは触媒サブユニットです。 ε サブユニットには、3' から 5' の校正活動があります。 θサブユニットには未知の機能があります。 αサブユニットはdnaE遺伝子によってコードされています。 ε および θ サブユニットは、dnaQ および holE 遺伝子によってコードされます。 DNA ポリメラーゼ 3 の構造を 図 2 に示します。
DNA ポリメラーゼ 1 と 3 の類似点
- DNA ポリメラーゼ 1 と DNA ポリメラーゼ 3 は、DNA ポリメラーゼの 2 つのファミリーです。
- DNA ポリメラーゼ 1 と DNA ポリメラーゼ 3 の両方が、原核生物の DNA 複製に関与しています。
- DNA ポリメラーゼ 1 と DNA ポリメラーゼ 3 の両方が、ポリメラーゼ活性とエキソヌクレアーゼ活性の両方を持っています。
- どちらの DNA ポリメラーゼも、半保存状態で DNA 複製を実行します
DNA ポリメラーゼ 1 と 3 の違い
定義
DNA ポリメラーゼ 1: DNA ポリメラーゼ 1 は、polA によってコードされる DNA ポリメラーゼです。 遺伝子であり、原核生物の DNA 複製に関与しています。
DNA ポリメラーゼ 3: DNA ポリメラーゼ 3 は、原核生物の DNA 複製を助ける主要な酵素です。
発見
DNA ポリメラーゼ 1: DNA ポリメラーゼ 1 は、1956 年に Arthur Kornberg によって最初に発見されました。
DNA ポリメラーゼ 3: DNA ポリメラーゼ 3 は、1970 年に Thomas Kornberg と Malcolm Gefer によって最初に発見されました。
エンコード
DNA ポリメラーゼ 1: DNA ポリメラーゼ 1 は polyA によってコードされています
DNA ポリメラーゼ 3: DNA ポリメラーゼ 3 は、dnaE、dnaQ、および holE 遺伝子によってコードされます。
家族
DNA ポリメラーゼ 1: DNA ポリメラーゼ 1 は、DNA ポリメラーゼ ファミリー A に属します。
DNA ポリメラーゼ 3: DNA ポリメラーゼ 3 は、DNA ポリメラーゼ ファミリー C に属します。
エキソヌクレアーゼ アクティビティ
DNA ポリメラーゼ 1: DNA ポリメラーゼ 1 は、3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性と 5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性の両方を持っています。
DNA ポリメラーゼ 3: DNA ポリメラーゼ 3 は、3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性のみを持っています。
機能
DNA ポリメラーゼ 1: DNA ポリメラーゼ 1 は RNA プライマーを 5' から 3' 方向に除去します。
DNA ポリメラーゼ 3: DNA ポリメラーゼ 3 は、デオキシリボ核酸を 3' 末端に付加します。
RNA プライマー
DNA ポリメラーゼ 1: DNA ポリメラーゼ 1 が RNA プライマーを除去します。
DNA ポリメラーゼ 3: DNA ポリメラーゼ 3 は、DNA を合成するために RNA プライマーを必要とします。
DNA合成
DNA ポリメラーゼ 1: DNA ポリメラーゼ 1 は、成長するポリヌクレオチド鎖にヌクレオチドを追加します。
DNA ポリメラーゼ 3: DNA ポリメラーゼ 3 は、原核生物で DNA を合成するための重要な酵素です。
遅れている/進んでいるストランド
DNA ポリメラーゼ 1: DNA ポリメラーゼ 1 はラギング鎖にのみ作用します。
DNA ポリメラーゼ 3: DNA ポリメラーゼ 3 は、複製フォークのリーディング ストランドとラギング ストランドの両方に作用します。
DNA合成率
DNA ポリメラーゼ 1: DNA ポリメラーゼ 1 は、1 秒あたり 10 ～ 20 ヌクレオチドを追加できます。
DNA ポリメラーゼ 3: DNA ポリメラーゼ 3 は、1 秒あたり約 1000 ヌクレオチドを追加できます。
結論
DNA ポリメラーゼ 1 と 3 は、原核生物の DNA 複製に関与する 2 種類の DNA ポリメラーゼです。どちらのタイプの DNA ポリメラーゼも、5' から 3' への重合活性を持っています。さらに、両方の酵素は、校正のための 3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性を持っています。 DNAポリメラーゼ3の主な機能は、重合におけるその機能です。しかし、DNA ポリメラーゼ 1 は 5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性を持っています。 5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性により、DNA ポリメラーゼ 1 はプライマーを除去することができます。形成ギャップも DNA ポリメラーゼ 1 によって埋められます。したがって、DNA ポリメラーゼ 1 と 3 の主な違いは、原核生物の DNA 複製における役割です。
参照:
1.「DNAポリメラーゼI」ワージントン酵素マニュアル. N.p.、n.d.ウェブ。こちらから入手できます。 2017 年 8 月 9 日.
2.マリアンズ、Kenneth J.、Hiasa Hiasa、Deok Ryog Kim。 「複製フォーク α でのコア DNA ポリメラーゼ III サブユニットの役割は、プロセッシブ複製に必要な唯一のサブユニットです。」生物化学ジャーナル。 N.p.、1998 年 1 月 23 日。ウェブ。こちらから入手できます。 2017 年 8 月 9 日。
画像提供:
1. 「PolymeraseDomains」（不明）「Molecule of the Month」、2000 年 3 月 – プロテイン データ バンク（パブリック ドメイン）、Commons Wikimedia 経由
2. 「DNAポリメラーゼIII（サブユニット付き）」アレポポリ著–コモンズウィキメディア経由の自作（CC BY-SA 3.0）
