تعد بوليميرات الحمض النووي الريبي و RNA إنزيمات أساسية في عالم البيولوجيا الجزيئية ، حيث تلعب أدوارًا متميزة ولكنها مكملة في عمليات تكرار الحمض النووي والتعبير الجيني. كمورد رائد لبوليميريز الحمض النووي ، غالبًا ما يتم سؤالني عن الاختلافات بين هذين الإنزيمات الحاسمة. في منشور المدونة هذا ، سوف أتحقق في تعقيدات بوليميريز الحمض النووي و polymerase الحمض النووي الريبي ، مع تسليط الضوء على ميزاتها الفريدة ووظائفها وتطبيقاتها.
الهيكل والتكوين
يعتبر بوليميريز الحمض النووي و RNA بوليميريز كلاهما إنزيمات متعددة الوحدات ، لكن لديهم تركيبات هيكلية مختلفة. تأتي بوليميرات الحمض النووي بأشكال مختلفة ، مثل بوليميريز الحمض النووي I و II و III في بدائيات النوى وعدة أنواع في حقيقيات النوى. عادة ما يكون لهذه الإنزيمات جوهر حفاز مسؤول عن إضافة النيوكليوتيدات إلى سلسلة الحمض النووي المتنامية. تحتوي بعض بوليميرات الحمض النووي أيضًا على وحدات فرعية إضافية تساهم في وظائف مثل التدقيق في التدقيق ، مما يساعد على الحفاظ على دقة تكرار الحمض النووي.
من ناحية أخرى ، فإن بوليميرات الحمض النووي الريبي هي إنزيمات كبيرة معقدة. على سبيل المثال ، يتكون بوليميريز الحمض النووي الريبي البكتيري من إنزيم أساسي يتكون من وحدات فرعية متعددة وعامل سيجما يساعد في التعرف على المروج. تعد بوليميرات الحمض النووي الريبي حقيقية النواة أكثر تعقيدًا ، حيث تحتوي بوليميريز RNA I و II و III على وظائف مختلفة وتراكيب وحدات فرعية. يحتوي RNA polymerase II ، المسؤول عن نسخ جينات الترميز - الترميز ، على عدد كبير من الوحدات الفرعية التي تشارك في جوانب مختلفة من بدء النسخ ، والاستطالة ، والإنهاء.
الوظيفة والنشاط
الوظيفة الأساسية لبوليميريز الحمض النووي هي تكرار الحمض النووي. خلال المرحلة S - من دورة الخلية ، يقوم بوليميريز الحمض النووي بتوليف حبلا الحمض النووي الجديد مكملاً لحبال القالب الحالي. يتطلب التمهيدي ، وهو شريحة قصيرة من الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي ، لبدء التوليف. يضيف بوليميريز الحمض النووي deoxyribonucleotides (DNTPs) إلى نهاية 3 ' - الهيدروكسيل من التمهيدي ، وتوسيع سلسلة الحمض النووي في اتجاه 5 إلى 3'.
على النقيض من ذلك ، يشارك بوليميريز الحمض النووي الريبي في النسخ ، عملية توليف الحمض النووي الريبي من قالب الحمض النووي. لا يتطلب التمهيدي لبدء التوليف. يرتبط بوليميريز RNA بتسلسل الحمض النووي محدد يسمى المروج ويستريح الحلزون المزدوج DNA محليًا. بعد ذلك ، يضيف ريبونوكليوتيدات (NTPs) إلى سلسلة الحمض النووي الريبي المتنامية في اتجاه 5 إلى 3. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الحمض النووي الريبي التي تم تصنيعها بواسطة بوليميرات RNA: Messenger RNA (mRNA) ، نقل الحمض النووي الريبي (TRNA) ، وريبوسومال الحمض النووي الريبي (الرنا الريباسي). يحمل مرنا المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى الريبوسوم لتوليف البروتين ، وتشارك الحمض الريبي النووي النقال في عملية الترجمة عن طريق حمل الأحماض الأمينية ، والريبانا مكون رئيسي من الريبوسومات.
خصوصية وإخلاص
بوليميريز الحمض النووي لديه درجة عالية من الإخلاص في تكرار الحمض النووي. له نشاط تصحيح التجديد ، مما يعني أنه يمكنه التعرف على الأخطاء وتصحيحها (النيوكليوتيدات غير المتطابقة) التي تحدث أثناء تخليق الحمض النووي. هذا أمر بالغ الأهمية للحفاظ على سلامة المعلومات الوراثية. إذا تم دمج النيوكليوتيدات غير الصحيحة ، فيمكن أن يكون نشاط النوكلياز من 3 إلى 5 "من بوليميريز الحمض النووي إزالة النوكليوتيدات الخاطئة واستبداله بالنظام الصحيح.
يحتوي Polymerase RNA أيضًا على مستوى من الإخلاص ، لكنه أقل عمومًا من بوليميريز الحمض النووي. وذلك لأن هناك مستوى من الخطأ في تخليق الحمض النووي الريبي هو أكثر تحملاً لأن نسخ متعددة من مرنا عادة ما يتم إنتاجها ، وقد لا يكون لجزيء مرنا واحد معيب تأثير كبير على الوظيفة الكلية للخلية. ومع ذلك ، لا يزال لدى بوليميريز الحمض النووي الريبي آليات لضمان نسخ دقيقة ، مثل القدرة على التراجع عن النوكليوتيدات المدمجة وتصحيحها.
العملية
تشير العملية إلى قدرة الإنزيم على تحفيز ردود الفعل المتتالية دون الانفصال عن القالب. البوليميرات الحمض النووي عمومًا لها عملية عالية أثناء تكرار الحمض النووي. على سبيل المثال ، يمكن أن يضيف بوليميريز الحمض النووي III في E. coli الآلاف من النيوكليوتيدات إلى سلسلة الحمض النووي المتنامية دون فصل من القالب. هذا مهم لتكرار الحمض النووي الفعال والسريع.
تحتوي بوليميرات RNA أيضًا على مستوى معين من المعالجة ، ولكن يمكن أن تختلف حسب نوع الحمض النووي الريبي الذي يتم نسخه والعوامل التنظيمية المعنية. أثناء نسخ الجينات الطويلة ، يحتاج بوليميريز الحمض النووي الريبي إلى الحفاظ على ارتباطه مع قالب الحمض النووي لإكمال توليف جزيء الحمض النووي الريبي الكامل الطول. ومع ذلك ، هناك أيضًا عوامل يمكن أن تتسبب في توقف بوليميريز الحمض النووي الريبي أو إنهاء النسخ قبل الأوان.
أنظمة
يتم تنظيم أنشطة بوليميريز الحمض النووي و RNA بوليميريز بإحكام. يتم تنظيم نشاط بوليميريز الحمض النووي خلال دورة الخلية. يتم التحكم بعناية في بدء تكرار الحمض النووي لضمان تكرار الحمض النووي مرة واحدة فقط لكل دورة خلية. وتشارك البروتينات المختلفة والعوامل التنظيمية في تجميع آلية النسخ المتماثل في أصل النسخ المتماثل.
يتم تنظيم نشاط بوليميريز RNA على مستويات متعددة. يعد بدء النسخ خطوة منظمة للغاية ، ويمكن أن تتأثر بعوامل النسخ ، وهي بروتينات ترتبط بتسلسلات محددة للحمض النووي وإما تعزز أو تمنع ربط بوليميريز RNA إلى المروج. يمكن أن تؤثر التعديلات اللاجينية ، مثل مثيلة الحمض النووي وأسيتيل هيستون ، أيضًا على إمكانية وصول الحمض النووي إلى بوليميريز RNA وبالتالي تنظيم النسخ.
التطبيقات في التكنولوجيا الحيوية
كمورد لبوليميريز الحمض النووي ، أنا على دراية بمجموعة واسعة من تطبيقات هذه الإنزيمات في التكنولوجيا الحيوية. يتم استخدام بوليميريز الحمض النووي في تفاعل سلسلة البلمرة (PCR) ، وهي تقنية تسمح بتضخيم تسلسل الحمض النووي المحدد. لقد أحدث PCR ثورة في علم الأحياء الجزيئي ويستخدم في مختلف المجالات ، بما في ذلك التشخيصات وعلوم الطب الشرعي والبحوث الوراثية. ملكناالحمض النووي بوليميريز 2.0هو إنزيم أداء عالي الأداء يوفر الإخلاص والكفاءة العالية في تطبيقات PCR.
يستخدم بوليميريز RNA في تفاعلات النسخ المختبرية لتوليف جزيئات الحمض النووي الريبي لأغراض مختلفة ، مثل دراسة بنية الحمض النووي الريبي والوظيفة ، وإنتاج لقاحات الحمض النووي الريبي ، وإجراء تجارب تداخل الحمض النووي الريبي. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام بعض بوليمرات الحمض النووي الريبي في تخليق الحمض النووي الريبي المضاد للناشئ ، والتي يمكن استخدامها لتنظيم التعبير الجيني. وتشمل الكواشف المهمة الأخرى في العمليات ذات الصلةSSB 2.0الذي يساعد في تثبيت الحمض النووي المنفرد - أثناء النسخ المتماثل ، وGP41 البروتين 2.0، والتي تشارك في تكرار الحمض النووي وإعادة التركيب.
خاتمة
في الختام ، يعتبر بوليميريز الحمض النووي و polymerase الحمض النووي الريبي الإنزيمات الأساسية مع وظائف وخصائص مميزة. يعتبر بوليميريز الحمض النووي أمرًا بالغ الأهمية لتكرار الحمض النووي ، مما يضمن التكرار الدقيق للمادة الوراثية. Polymerase RNA مسؤول عن النسخ ، وهي الخطوة الأولى في التعبير الجيني. إن فهم الاختلافات بين هذين الإنزيمين ليس مهمًا فقط للبحث الأساسي في البيولوجيا الجزيئية ولكن أيضًا لتطوير مختلف التطبيقات التكنولوجية الحيوية.
إذا كنت مهتمًا بشراء بوليميريز الحمض النووي عالي الجودة لتطبيقات البحث أو التكنولوجيا الحيوية ، فإننا ندعوك للاتصال بنا لإجراء مناقشة مفصلة حول احتياجاتك المحددة. فريق الخبراء لدينا مستعد لتزويدك بأفضل الحلول والدعم.
مراجع
- Alberts ، B. ، Johnson ، A. ، Lewis ، J. ، Raff ، M. ، Roberts ، K. ، & Walter ، P. (2002). البيولوجيا الجزيئية للخلية (الطبعة الرابعة). علوم إكليل.
- Lodish ، H. ، Berk ، A. ، Matsudaira ، P. ، Kaiser ، CA ، Krieger ، M. ، Scott ، MP ، Zipursky ، SL ، & Darnell ، J. (2004). بيولوجيا الخلية الجزيئية (الطبعة الخامسة). واي فريمان.
- Watson ، JD ، Baker ، TA ، Bell ، SP ، Gann ، A. ، Levine ، M. ، & Losick ، R. (2004). البيولوجيا الجزيئية للجين (الطبعة الخامسة). بيرسون بنيامين كامينغز.