Différence clé - ADN polymérase 1 vs 2 vs 3
L'ADN polymérase est un clade spécial d'enzymes impliquées dans la réplication de l'ADN des organismes vivants. L'information génétique est transmise d'une génération à l'autre grâce à la présence de cette enzyme. Il existe différentes formes d'enzyme ADN polymérase trouvées chez les eucaryotes et les procaryotes. Les ADN polymérases 1, 2 et 3 ne se trouvent que dans les organismes procaryotes et jouent des rôles différents dans la réplication de l'ADN. La principale différence entre l'ADN polymérase 1, 2 et 3 repose principalement sur la fonction principale de chaque enzyme. L'ADN polymérase 3 est la principale enzyme qui catalyse la synthèse de l'ADN, tandis que l'ADN polymérase 1 et 2 sont impliquées dans la réparation et la relecture de l'ADN.
Qu'est-ce que l'ADN polymérase ?
La duplication d'ADN est indispensable pour transmettre l'information génétique des parents à la progéniture. Ceci est facilité par une enzyme spéciale appelée ADN polymérase. L'ADN polymérase peut être définie comme une enzyme ubiquitaire qui catalyse la synthèse d'ADN complémentaire de l'ADN existant dans les cellules vivantes. Il a été découvert pour la première fois dans E coli par Arthur Kornberg en 1955. La réplication et la maintenance de l'ADN sont principalement régies par les ADN polymérases dans la cellule. La découverte des ADN polymérases a aidé de nombreuses techniques de biologie moléculaire. C'est l'enzyme nécessaire pour synthétiser de nouveaux brins d'ADN similaires à l'ADN d'origine des organismes à partir de nucléotides au cours de nombreuses techniques de biologie moléculaire, notamment la PCR, le clonage de gènes, le séquençage de gènes, le diagnostic de maladies, la thérapie génique, l'analyse de polymorphisme, etc.
Les ADN polymérases existent sous de multiples formes différentes de forme et de taille. Ils appartiennent à plusieurs familles: A, B, C, D, X, Y et RT. Les ADN polymérases procaryotes sont regroupées en cinq catégories différentes, à savoir l'ADN polymérase 1, l'ADN polymérase 2, l'ADN polymérase 3, l'ADN polymérase 4 et l'ADN polymérase 5. Les organismes eucaryotes ont environ quinze ADN polymérases différentes, à savoir la polymérase β, λ, σ, μ, α, δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ et ν.
Figure 01: ADN polymérase
Lors de la synthèse d'un nouvel ADN par l'ADN polymérase, celle-ci part de l'extrémité 3' et dirige la synthèse vers l'extrémité 5' en ajoutant des nucléotides à la fois, complémentaires à l'ADN matrice. L'ADN polymérase a besoin d'un groupe OH 3 'préexistant pour initier la synthèse de la chaîne et est facilitée par le petit fragment d'ADN ou d'ARN appelé amorce. L'ADN polymérase lit l'ADN matrice et se déplace de l'extrémité 3 'à l'extrémité 5', créant un nouveau brin d'ADN 5'-3'.
Qu'est-ce que l'ADN polymérase 1 ?
L'ADN polymérase 1 (Pol 1) est une enzyme présente chez les procaryotes qui aide à la réplication de l'ADN bactérien. C'est le premier type d'ADN polymérase découvert par Arthur Kornberg en 1956. Cette enzyme est présente dans tous les organismes procaryotes. Pol 1 est codé par le gène polA et est composé de 928 acides aminés. Il a une activité exonucléase 5' à 3'; ainsi, il est populaire en tant qu'enzyme de réparation de l'ADN plutôt qu'en tant qu'enzyme de réplication de l'ADN. Il a également la capacité de catalyser plusieurs polymérisations avant de libérer l'ADN matrice et de connecter des fragments d'Okazaki en remplissant un nouvel ADN et en supprimant les amorces d'ARN.
Pol 1 isolé de E Coli a été largement utilisé dans les applications moléculaires. Cependant, une fois que la Taq Polymerase a été découverte, elle a remplacé l'E Coli Pol 1 dans la technologie PCR. La Taq polymérase est une sorte d'ADN polymérase thermostable appartenant à Pol 1.
Figure 02: ADN polymérase 1
Qu'est-ce que l'ADN polymérase 2 ?
L'ADN polymérase 2 (Pol 2) est une enzyme procaryote qui catalyse la réplication de l'ADN. Elle appartient à la famille des polymérases B et est codée par le gen polB. Il a été découvert pour la première fois à partir d'E Coli par Thomas Kornberg en 1970. Pol 2 est une protéine globulaire composée de 783 acides aminés. Il a à la fois une activité exonucléase 3 'à 5' et une activité polymérase 5' à 3'. Il interagit avec les enzymes ADN polymérase 3 pour maintenir la fidélité et la processivité de la réplication de l'ADN. Pol 2 a également la capacité de relire l'ADN nouvellement synthétisé pour plus de précision.
Figure 03: ADN polymérase 2
Qu'est-ce que l'ADN polymérase 3 ?
L'ADN polymérase 3 (Pol 3) est la principale enzyme qui catalyse la réplication de l'ADN chez les procaryotes. Elle appartient à la famille des polymérases C et est codée par le gène polC. Il a été découvert par Thomas Kornberg en 1970. Pol 3 est un composant de la fourche de réplication et peut ajouter 1000 nucléotides par seconde au brin d'ADN nouvellement polymérisé.
Pol 3 est une holoenzyme composée de dix protéines distinctes et possède trois molécules fonctionnelles à savoir α, ε et θ. Trois molécules fonctionnelles de Pol 3 sont séparément responsables de trois actions de l'enzyme. La sous-unité α gère la polymérisation de l'ADN tandis que la ε gère l'activité de relecture de l'exonucléase de l'enzyme pol 3. La sous-unité θ aide la sous-unité ε pour la relecture.
Figure 04: Sous-unités de l'ADN polymérase 3
Quelle est la différence entre l'ADN polymérase 1 et 2 et 3 ?
ADN polymérase 1 contre 2 contre 3 |
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| Polymérase 1 | La polymérase 1 est composée de 928 acides aminés. |
| Polymérase 2 | La polymérase 2 est composée de 783 acides aminés. |
| Polymérase 3 | La polymérase 3 est une holoenzyme composée de dix protéines disposées en trois sous-unités fonctionnelles. |
| Famille | |
| Polymérase 1 | La polymérase 1 appartient à la famille des polymérases A. |
| Polymérase 2 | La polymérase 2 appartient à la famille des polymérases B. |
| Polymérase 3 | La polymérase 3 appartient à la famille des polymérases C. |
| Fonction principale | |
| Polymérase 1 | Ceci est responsable de la réparation de l'ADN et de l'élimination des amorces d'ARN. |
| Polymérase 2 | Ceci est responsable de la relecture, de la fidélité et de la processivité de l'ADN nouvellement formé |
| Polymérase 3 | Ceci est responsable de la polymérisation de l'ADN |
Résumé – ADN Polymérase 1 vs 2 vs 3
L'ADN polymérase est une classe d'enzymes importante présente dans tous les organismes vivants. La fonction principale de l'ADN polymérase est la réplication de l'ADN. Il est capable d'assembler des nucléotides et de synthétiser un nouvel ADN complémentaire à l'ADN existant. Cette enzyme existe sous différentes formes variant de forme et de taille. Les ADN polymérases 1, 2 et 3 sont des ADN polymérases procaryotes impliquées dans la réplication de l'ADN. Pol 1 catalyse la réparation des dommages à l'ADN. Pol 2 catalyse la fidélité et la processivité de la réplication de l'ADN. Pol 3 catalyse la polymérisation de l'ADN de 5' à 3'.
