Polymeraasiominaisuudet, rakenne ja toiminnot

Se polymeraasit Ne ovat entsyymejä, joiden toiminta liittyy nukleiinihappojen replikaatio- ja transkriptioprosesseihin. Näitä entsyymejä on kaksi perustyyppiä: DNA -polymeraasi ja RNA -polymeraasi.

DNA -polymeraasi on vastuussa uuden DNA -ketjun syntetisoinnista replikaatioprosessin aikana lisäämällä uusia nukleotideja. Ne ovat suuria, monimutkaisia ​​entsyymejä ja eroavat rakenteestaan ​​riippuen siitä, onko se eukaryoottisessa organismissa vai prokaryoottisessa.

Taq -polymeraasi: PCR: ssä käytetty entsyymi.
Lähde: lijealso [julkinen alue]

Samoin RNA -polymeraasi toimii DNA -transkription aikana, syntetisoimalla RNA -molekyyliä. Kuten DNA -polymeraasi, sitä löytyy sekä eukaryooteista että prokaryooteista, ja sen rakenne ja monimutkaisuus vaihtelevat ryhmästä riippuen.

Evoluutioperspektiivistä se on uskottava.

[TOC]

Molekyylibiologian keskeinen dogma

Molekyylibiologian niin ns. "Dogma" kuvaa proteiinien muodostumista DNA: ssa salatuista geeneistä kolmessa vaiheessa: replikaatio, transkriptio ja translaatio.

Prosessi alkaa DNA-molekyylin replikaatiolla, jossa kaksi kopiota tästä syntyy puolikonservatiivisella tavalla. Sitten DNA -viesti kirjoitetaan RNA -molekyyliin, nimeltään Messenger RNA. Lopuksi, lähettiläs käännetään proteiineiksi ribosomaalisilla koneilla.

Tässä artikkelissa tutkimme kahta ensimmäistä mainitussa prosessissa mukana olevaa ratkaisevaa entsyymiä.

On syytä huomata, että keskus dogmalle on poikkeuksia. Monet geenit eivät käänny proteiineihin, ja joissain tapauksissa tiedon virtaus on RNA: sta DNA: han (kuten retroviruksessa).

DNA -polymeraasi

Funktiot

DNA -polymeraasi on entsyymi, joka vastaa genomin tarkasta replikaatiosta. Entsyymityön on oltava riittävän tehokasta, jotta varmistetaan geneettisen tiedon ylläpitäminen ja sen siirtyminen seuraaville sukupolville.

Se voi palvella sinua: miksi on tärkeää huolehtia biologisesta monimuotoisuudesta?

Jos tarkastellaan genomin kokoa, se on melko haastava tehtävä. Esimerkiksi, jos nostamme tehtävää kirjoittaa 100 -sivuinen asiakirja tietokoneellemme, meillä on varmasti virhe (tai enemmän keskittymisestämme riippuen) jokaiselle sivulle.

Polymeraasi voi lisätä yli 700 nukleotidia joka sekunti, ja se on vain väärin joka 10⁹ tai 10¹⁰ Rakennettu -nukleotidit, poikkeuksellinen numero.

Polymeraasissa on oltava mekanismeja, jotka sallivat genomitiedon kopioinnin tarkalleen. Siksi on olemassa erilaisia ​​polymeraaseja, joilla on kyky toistaa ja korjata DNA: ta.

Ominaisuudet ja rakenne

DNA -polymeraasi entsyymissä, joka toimii 5 '-3' -suunnassa, ja toimii lisäämällä nukleotideja päätelaitteeseen vapaan ryhmän kanssa -OH: n kanssa.

Yksi tämän ominaisuuden välittömistä seurauksista on, että yksi ketjuista voidaan syntetisoida ilman mitään haittoja, mutta entä nauha, joka on syntetisoitava 3'-5 'mielessä?

Tämä ketju syntetisoidaan nimellä Okazaki -fragmentit. Siten pienet segmentit syntetisoidaan normaaliin suuntaan, 5'-3 ', joita myöhemmin yhdistää ligaasi-niminen entsyymi.

Rakenteellisesti polymeraasi -DNA: lla on yhteisiä kahta aktiivista kohtaa, joissa on metalli -ionit. Niistä löydämme aspartaatin ja muut metallit koordinoivat aminohappotähteet.

Kaverit

Perinteisesti prokaryooteissa on tunnistettu kolme tyyppiä polymeraaseja, joita kutsutaan roomalaisilla numeroilla: I, II ja III. Eukaryooteissa tunnistetaan viisi entsyymiä, joita kutsutaan kreikkalaisen aakkosten kirjaimilla, nimittäin: α, β, γ, Δ ja ε.

Viimeisimmissä tutkimuksissa on tunnistettu viisi tyyppistä DNA: ta Escherichia coli, 8 pesussa Saccharomyces cerevisiae ja yli 15 ihmisessä. Vihanneslinjassa entsyymiä on tutkittu vähemmän. Kuitenkin malliorganismissa Thalian Arabidopsis Noin 12 entsyymiä on kuvattu.

Voi palvella sinua: aseksuaalinen lisääntyminen

Sovellukset

Yksi molekyylibiologian laboratorioiden eniten käytetyistä tekniikoista on PCR tai polymeraasiketjureaktio. Tässä menettelyssä hyödynnetään polymerointipolymerointikykyä monien suuruusluokkien monistamiseksi DNA -molekyylin, jota haluamme tutkia.

Toisin sanoen, menettelyn lopussa meillä on tuhansia kopioita valkoisesta DNA: stamme.PCR: n käyttö on hyvin monipuolista. Sitä voidaan soveltaa tieteelliseen tutkimukseen, joidenkin sairauksien diagnoosiin tai jopa ekologiaan.

RNA -polymeraasi

Funktiot

RNA -polymeraasi on vastuussa RNA -molekyylin tuottamisesta DNA -muottiin perustuen. Tuloksena oleva kopio on kopio, jota täydennetään DNA -segmenttiin, jota käytettiin muotina.

Messenger -RNA vastaa tiedon tuomisesta ribosomiin proteiinin luomiseksi. He osallistuvat myös muun tyyppisten RNA: n synteesiin.

Tätä ei voida toimia yksin, tarvitset proteiinia, jota kutsutaan transkriptiotekijöille, jotta pystyt suorittamaan toiminnot onnistuneesti.

Ominaisuudet ja rakenne

Polymeraasi -RNA: t ovat suuria entsymaattisia komplekseja. Ne ovat monimutkaisempia eukaryoottisessa linjassa kuin procariotassa.

Eukaryooteissa on kolmen tyyppisiä polymeraaseja: Pol I, II ja III, jotka ovat keskuskoneita ribosomaalisten, lähettilästen ja siirto -RNA: n synteesille, vastaavasti. Sitä vastoin prokaryooteissa kaikki sen geenit prosessoidaan yhden tyyppisellä polymeraasilla.

Erot DNA: n ja RNA -polymeraasin välillä

Vaikka molemmat entsyymit käyttävät lauhkeaa DNA: ta, ne eroavat kolmesta keskeisestä näkökohdasta. Ensinnäkin DNA -polymeraasi vaatii a ensimmäinen Replikaation aloittaminen ja nukleotidien yhdistäminen. Eräs ensimmäinen tai alukkeet ovat molekyyli, jonka on muodostanut muutaman nukleotidi, jonka sekvenssi on komplementaarinen tietyn kohdan DNA: ssa.

Voi palvella sinua: Arequipa -eläimistö: edustavampi laji

Alukke antaa vapaan -OH: n polymeraasille katalyyttisen prosessin aloittamiseksi. Sitä vastoin polymeraasi -RNA: t voivat aloittaa työnsä ilman tarvetta a ensimmäinen.

Toiseksi DNA -polymeraasilla on useita unionialueita DNA -molekyyliin. Polymeraasi -RNA voidaan yhdistää vain geenin edistäviin sekvensseihin.

Lopuksi DNA -polymeraasi on entsyymi, joka tekee työnsä korkealla uskollisuudella. RNA -polymeraasi on alttiita enemmän virheitä, ottaen käyttöön väärän nukleotidin joka 10⁴ nukleotidit.

Viitteet

1. Alberts, b., Bray, D., Hopkin, k., Johnson, a. D -d., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Välttämätön solubiologia. Garlantitiede.
2. Cann, minä. K -k -., & Ishino, ja. (1999). Archaial DNA: n replikaatio: Palajen tunnistaminen palapelin ratkaisemiseksi. Genetiikka, 152(4), 1249-67.
3. Cooper, G. M., & Hausman, R. JA. (2004). Solu: Lähestymismolekyyli. Medicska Naklada.
4. Garcia-Diaz, M., & Vauva, k. (2007). DNA -polymeraasien useita toimintoja. Kriittiset arvostelut kasvitieteissä, 26(2), 105-122.
5. Lewin, b. (1975). Geeniekspressio. Umi -kirjat pyynnöstä.
6. Loodish, h., Berk, a., Darnell, J. JA., Kaiser, c. -Lla., Krieger, m., Scott, M. P.,… & Matsudaira, P. (2008). Molekyylisolubiologia. Macmillan.
7. Pierce, b. -Lla. (2009). Genetiikka: käsitteellinen lähestymistapa. Ed. Pan -American Medical.
8. Shcherbakova, p. V., Bebenek, k., & Kunkel, t. -Lla. (2003). Eukaryoottisten DNA -polymeraasien toiminnot. Tieteen Sage Ke, 2003(8), 3.
9. Steitz, t. -Lla. (1999). DNA -polymeraasit: rakenteellinen monimuotoisuus ja yleiset mekanismit. Biologisen kemian lehti, 274(25), 17395-17398.
10. Wu, s., Parta, w. -Lla., Pedersen, L. G., & Wilson, S. H. (2013). DNA -polymeraasi -arkkitehtuurin rakenteellinen vertailu viittaa nukleotidiyhdyskäytävään polymeraasi -aktiiviseen kohtaan. Kemialliset arvostelut, 114(5), 2759-74.