DNA -polymeraasi

DNA: n replikaation vaihe 2: Uuden ketjun luominen DNA -polymeraasilla. Lähde: Christinelmiller, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Mikä on DNA -polymeraasi?

Se DNA -polymeraasi Se on entsyymi, joka vastaa uuden DNA -juosteen polymeroinnin katalysoinnista tämän molekyylin replikaation aikana. Sen päätehtävä on pari. Osallistuu myös DNA: n korjaukseen.

Tämä entsyymi mahdollistaa oikean ottelun muotiketjun DNA -emäksen ja uuden A -järjestelmän välillä A: n ja G: n kanssa C: n seurauksena.

DNA: n replikaatioprosessin on oltava tehokas ja se tulisi suorittaa nopeasti, joten DNA -polymeraasi toimii lisäämällä noin 700 nukleotidia sekunnissa ja tekee vain yhden virheen 10. joka 10⁹ tai 10¹⁰ sisällytetyt nukleotidit.

DNA -polymeraasia on erityyppisiä. Ne vaihtelevat sekä eukaryooteissa että prokaryooteissa, ja jokaisella on erityinen rooli DNA: n replikaatiossa ja korjaamisessa.

Kaverit

Prokaryootit

Prokaryoottisilla organismeilla (organismeilla, joilla ei ole todellista ydintä, joka on rajattu kalvolla) on kolme pääpolymeraasia DNA: ta, yleisesti lyhennettynä Pol I, II ja III.

DNA -polymeraasi I osallistuu DNA: n replikaatioon ja korjaamiseen, ja sillä on eksonukleaasiaktiivisuus molemmissa suunnissa. Katsottaan, että tämän entsyymin rooli replikaatiossa on toissijainen.

II osallistuu DNA: n korjaamiseen ja sen eksonukleaasiaktiivisuus on mielessä 3'-5 '. III osallistuu DNA: n replikaatioon ja katsaukseen, samoin kuin aikaisempaan entsyymiin, se esittelee eksonukleaasiaktiivisuutta 3'-5 'mielessä.

Eucarotas

Eukaryooteilla (organismeilla, joilla on todellinen ydin, joka on rajattu kalvolla) on viisi polymeraasi -DNA: ta, joita kutsutaan kreikkalaisen aakkosten kirjaimilla: α, β, γ, Δ ja ε.

Voi palvella sinua: rasvahappojen beetahapetus: vaiheet, reaktiot, tuotteet, säätely

Y -polymeraasi sijaitsee mitokondrioissa ja vastaa geneettisen materiaalin replikaatiosta tässä soluorganelissa. Sitä vastoin muut neljä ovat solujen ytimessä ja osallistuvat ydin -DNA: n replikaatioon.

A-, Δ- ja ε -variantit ovat aktiivisimpia solunjakoprosessissa, mikä viittaa siihen, että niiden päätoiminto liittyy DNA: n kopioiden tuotantoon.

Sillä välin DNA -polymeraasi β esittelee aktiivisuuspiikit soluissa, joita ei ole jaettu, joten oletetaan, että sen päätoiminto liittyy DNA: n korjaukseen.

Eri kokeet ovat onnistuneet todentamaan hypoteesin, joka astuu enimmäkseen polymeraaseihin α, δ ja ε DNA: n replikaatiolla. Tyypit γ, Δ ja ε esittävät eksonukleaasiaktiivisuutta 3'-5 '.

Arkaas

Uudet sekvensointimenetelmät ovat onnistuneet tunnistamaan valtavan valikoiman DNA -polymeraasiperheitä. Kaareissa on tunnistettu erityisesti entsyymien perhe, nimeltään Family D, jotka ovat ainutlaatuisia tälle organismiryhmälle.

Funktiot

DNA: n replikaatio

DNA: n replikaatio vaatii sarjan entsyymejä, jotka katalysoivat prosessia. Näistä proteiinimolekyyleistä DNA -polymeraasi erottuu.

Kaikilla tunnetuilla polymeraaseilla DNA: lla on kaksi replikaatioprosessiin liittyvää olennaista ominaisuutta.

• Ensinnäkin kaikki polymeraasit syntetisoivat DNA-juosteen 5'-3 '-suuntaan lisäämällä DNT: n kasvavan ketjun hydroksyyliryhmään.
• Toiseksi polymeraasi -DNA ei voi alkaa syntetisoida uutta ei. He tarvitsevat ylimääräisen elementin, joka tunnetaan nimellä First tai Priming, joka on molekyyli, jonka muodostaa muutama ilmainen hydroksyyliryhmä, johon polymeraasi voidaan ankkuroida, ja aloittaa sen aktiivisuus, jonka myöntäjä on ilmainen hydroksyyliryhmä, ja aloittaa sen aktiivisuus. Tämä on yksi DNA: n ja RNA -polymeraasien välisistä peruseroista, koska jälkimmäinen pystyy aloittamaan ketjun synteesin Novo.

DNA -korjaus

DNA altistetaan jatkuvasti tekijöille, sekä endogeenisille että eksogeenisille, mikä voi vahingoittaa sitä. Nämä vauriot voivat estää replikaation ja kertyä siten, että ne vaikuttavat geenien ilmentymiseen, aiheuttaen ongelmia eri soluprosesseissa.

Voi palvella sinua: Chocolate Agar

DNA: n replikaatioprosessin toiminnan lisäksi polymeraasi on myös DNA: n korjausmekanismien avainkomponentti. Ne voivat toimia myös solusyklin antureina, jotka estävät jakautumisfaasin pääsyn, jos DNA on vaurioitunut.

Rakenne

Tällä hetkellä kristallografiatutkimuksen ansiosta on ollut mahdollista selvittää eri polymeraasien rakenteet. Primaarisen sekvenssin perusteella polymeraasit on ryhmitelty perheisiin: A, B, C, X ja Y.

Jotkut näkökohdat ovat yhteisiä kaikille polymeraaseille, etenkin entsyymin katalyyttisiin keskuksiin liittyvät polymeraasit.

Näitä ovat kaksi keskeistä aktiivista kohtaa, joissa on metalli -ionit, joissa on kaksi aspartaattijäämää ja muuttuva jäännös, olivatpa ne aspartaatti tai glutamaatti, joka koordinoi metalleja. Katalyyttistä keskustaa ympäröi toinen ladattuja jätteitä ja säilytetään eri polymeraaseissa.

Prokaryooteissa DNA -polymeraasi I on 103 kD: n polypeptidi, II on 88 kd polypeptidi ja III koostuu kymmenestä alayksiköstä.

Eukaryooteissa entsyymit ovat suurempia ja monimutkaisempia: α muodostuu viidellä yksiköllä, β ja γ alayksikölle, δ kahdelle alayksikölle ja ε 5: llä 5: llä.

Sovellukset

PRC

Polymeraasiketjureaktio (PRC) on menetelmä, jota käytetään kaikissa molekyylibiologian laboratorioissa sen hyödyllisyyden ja yksinkertaisuuden ansiosta. Tämän menetelmän tavoitteena on vahvistaa massiivisesti kiinnostavaa DNA -molekyyliä.

Tämän saavuttamiseksi biologit käyttävät polymeraasi -DNA: ta, jota lämpö ei vaurioitunut (korkea lämpötila on välttämätöntä tässä prosessissa) molekyylin monistamiseksi. Tämän prosessin tulos on suuri määrä DNA -molekyylejä, joita voidaan käyttää eri tarkoituksiin.

Voi palvella sinua: Alfa Amilasa: Ominaisuudet, rakenne, toiminnot

Yksi tekniikan merkittävimmistä kliinisistä voitoista on sen käyttö lääketieteellisessä diagnoosissa. PRC: tä voidaan käyttää patogeenisten bakteerien ja virusten läsnäolon tarkistamiseen potilailla, kuten koronaviruksen tapauksessa.

Tuumoriantibiootit ja lääkkeet

Merkittävä määrä lääkkeitä tavoitteena on.

Joissakin näistä valkoinen on DNA -polymeraasiaktiivisuuden estäminen. Esimerkiksi kemoterapeuttinen lääkitys Citarabina, jota kutsutaan myös sytosiinia arabinosidiksi, poistaa DNA -polymeraasin käytöstä.

Viitteet

1. Alberts, b., Bray, D., Hopkin, k., Johnson, a.D -d., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. Välttämätön solubiologia. Garlantitiede.
2. Cann, minä. K -k -., & Ishino, ja. Archaial DNA: n replikaatio: Palajen tunnistaminen palapelin ratkaisemiseksi. Genetiikka.
3. Cooper, G. M., & Hausman, R. JA. Solu: Lähestymismolekyyli. Medicska Naklada.