DNA-polymerase (Dansk)

• 1 Oversigt
• 2-Funktion
• 3 Typer af DNA-Polymerase
  • 3.1 Eukaryote Polymerase
    • 3.1.1 Polymerase γ 3.1.2 Polymerase α, – Polymerase δ, og Polymerase-ε 3.1.3 Familie X 3.1.4 Polymeraser, η, er Polymerase i, og Polymerase κ 3.1.5 Terminal deoxynucleotidyl transferase
  • 3.2 Prokaryote Polymerase
    • 3.2.1 DNA-Polymerase jeg 3.2.2 DNA-Polymerase II 3.2.3 DNA-Polymerase III 3.2.4 DNA-Polymerase IV
    • 3.2.,5 DNA-Polymerase V
  • 3.3 Reverse Transkriptase
• 4 Struktur
  • 4.1 Familie En
  • 4.2 Familie B
  • 4.3 Familie X
  • 4.4 Familie Y
• 5 Mekanisme
• 6 3D Strukturer af DNA polymerase

Oversigt

DNA-polymeraser, er enzymer, der spiller en central rolle i DNA-replikation. DNA-replikation er processen med at opdele et eksisterende dobbeltstrenget DNA-molekyle i to enkeltstrenger af DNA, derefter ved hjælp af DNA-polymeraser til at oversætte de enkelte tråde., Processen med oversættelse resulterer i oprettelsen af de komplementære DNA-strenge og resulterer i oprettelsen af to dobbeltstrengede DNA-molekyler, der er nøjagtige replikaer af det originale DNA-molekyle. De komplementære tråde er skabt i 5″ -3 ” retningen. Visse DNA-polymeraser er også ansvarlige for korrekturlæsning af den nyligt syntetiserede DNA-streng og anvendelse af e .onuclease til at fjerne og erstatte eventuelle fejl, der opstod. DNA-polymeraser er opdelt i 7 familier i henhold til deres sekvenshomologi og 3D-struktur ligheder., De familier, som er:

• Familie – DNA-replikation og reparation (DNA-Polymerase jeg, γ)
• Familie B – DNA-replikation og reparation (DNA-Polymerase II, α, δ, ε). Se DNA-Polymerase i Thermococcus gorgonarius.
• Familie C – DNA-replikation i prokaryotes (DNA-Polymerase III)
• Familie D – DNA-replikation i archaea
• Familie X – DNA reparation i eukaryoter (DNA-Polymerase, β, λ, μ)
• Familie Y – DNA-replikation af beskadiget DNA (DNA-Polymerase, IV, V, η, ι, κ)
• Familie RT – reverse transkriptase (Se Reverse transkriptase.,)

funktion

DNA-polymeraser er essentielle en .ymer til DNA-replikation. Før DNA-polymeraser kan udføre sin del i DNA-replikation, skal andre en .ymer slappe af og opdele den dobbelte spiralformede struktur af DNA og signal til initiering af replikation. Når DNA-primase har placeret en primer på template DNA-strengen, kan DNA-polymeraser vedhæfte. Disse en .ymer bruger skabelonstrengen af DNA til at syntetisere en komplementær streng af DNA ved hjælp af DNA-byggestenene kaldet nukleotider., Nukleotidernes rækkefølge på den komplementære streng bestemmes af basisparringsreglerne: cytosin med guanin og adenin med thymin.

under DNA-syntese bevæger DNA-polymeraserne sig langs skabelonen DNA-strengen i en 3″-5″ retning og tilføjer nukleotider til den nye DNA-streng i en 5″-3″ retning. Dette medfører forlængelsen af den nye streng i en 5″-3″ retning. Bemærk, at retningen af den nydannede DNA-streng er modsat af skabelonen DNA-strengen. Dette gør det resulterende dobbeltstrengede DNA-molekyle komplementært og anti-parallelt.,

DNA-polymeraser er nogle af de mest nøjagtige en .ymer og har omkring en fejl for hver milliard kopier. Når en fejl er lavet, har mange af DNA-polymeraserne evnen til at korrekturlæse det nyligt syntetiserede DNA og rette eventuelle fejl, der er foretaget under replikation. En .ymerne korrekturlæses i 5″-3″ retning. Når en fejl er fundet, skæres det misplacerede nukleotid ud, så det korrekte nukleotid kan indsættes. Denne proces kaldes ofte 5″-3″ e .onuclease aktivitet.,

Replikation Archaea Ukendt X Replikation og Reparation Eukaryoter Pol β, Pol μ, og Pol λ Y Replikation og Reparation Eukaryoter og Prokaryotes Pol IV, Pol V, Pol η, Pol κ, og Pol ι RT Replikation og Reparation Eukaryoter, Vira, og Retrovirus Telomerase-og Hepatitis B-virus

Eukaryote Polymerase

Polymerase γ

Polymerase γ betragtes som en Familie-En-polymerase., Pol ” s vigtigste funktion er at replikere og reparere mitokondrie-DNA (mtDNA). Pol γ kan udføre korrekturlæsning 3″ -5 ” e .onuclease aktivitet. Mutationer, der forårsager begrænset eller ikke-fungerende Pol Y, har en signifikant effekt på mtDNA og er en almindelig årsag til autosomale mitokondrielle lidelser.

Polymerase α, Polymerase, og Polymerase Members

medlemmer af familie B, Pol,, Pol and og Pol are er de vigtigste polymeraser involveret i DNA-replikation. Pol binds binder med primase for at danne et kompleks. Primase skaber og placerer en RNA-primer, der tillader Pol α at starte replikation., Pol then overtager derefter syntesen af den hængende streng fra Pol.. Det antages, at Pol Synthes syntetiserer den førende streng under replikation, mens Pol primarily primært replikerer den hængende streng. Der har dog været nogle tilfælde, hvor Pol has har vist sig at replikere den halter og førende streng. Pol and Og ε besidder også 3″ -5 ” e .onuclease aktivitet kapaciteter.

familie polym

familie polym-polymeraser består af polymeraser som Pol β, Pol and og Pol.. Pol β ” s hovedfunktion er short-patch base e .cision repair, en reparationsvej, der anvendes til reparation af alkylerede eller O .iderede baser., Pol λ og Pol μ er afgørende for, at DNA-dobbeltstrengsbrud kan genforenes på grund af henholdsvis hydrogenpero .id og ioniserende stråling. For flere detaljer se DNA polymerase beta og DNA Polymerase beta (hebraisk).

polymeraser Polym, Polymerase and og Polymerase

Polymerase Polym, Polymerase and og Polymerase κ Er familie-y DNA-polymeraser involveret i DNA-reparationen ved translesionsyntese. Polymeraser i familie Y er tilbøjelige til fejl under DNA-syntese. Pol η er vigtig for den nøjagtige translesionsyntese af DNA-skader som følge af ultraviolet stråling., Funktionen af Pol κ forstås ikke fuldstændigt, men det menes at fungere som en forlænger eller indsætter af en bestemt base ved visse DNA-læsioner. Alle tre translationssyntesepolymeraser aktiveres af stoppede replikative DNA-polymeraser.

Terminal deo .ynucleotidyltransferase

TdT katalyserer polymerisationen af DEO .ynucleosidtriphophater til 3″-hydro .ylgruppen af præformede polynukleotidkæder. TdT er en ikke-template rettet DNA-polymerase og blev påvist i thymuskirtler.,

Prokaryote Polymerase

DNA-Polymerase jeg

DNA-Polymerase jeg er en familie, Et enzym, hvis vigtigste funktion er excision reparation af DNA-strenge gennem 3″-5″ og 5″-3″ exonuclease. Denne polymerase hjælper også med Oka .aki fragment modning. Okaakiaki-fragmenter er korte syntetiserede DNA-strenge, der danner den hængende streng under DNA-replikation. Når Polymerase i replikerer, begynder den at tilføje nukleotider ved RNA-primeren og bevæger sig i 5″-3″ – retningen. Denne polymerase er også den største polymerase i E. coli. Se også Ta DNA DNA polymerase (hebraisk)., i familien en DNA-polymerase I (1TA.).

i familie A DNA-polymerase i (1TA.).

DNA-Polymerase II

DNA-polymerase II hører til familien B. Det er ansvarligt for 3″-5″ exonuclease aktivitet og genstart af replikation efter den sammenfattende proces er stoppet på grund af skader i DNA-streng. Polymerase II er placeret ved replikationsgaffelen for at hjælpe med at dirigere aktiviteten af andre polymeraser.

DNA-Polymerase III

DNA-polymerase III er det primære en .ym involveret i replikationen af DNA., Det hører til familie C og er ansvarlig for syntetisering af nye DNA-strenge ved at tilføje nukleotider til 3″ – OH-gruppen af primeren. Dette en .ym har også 3″-5″ e .onuclease-aktivitet, hvilket giver det evnen til at kontrollere den syntetiserede DNA-streng for fejl.

For flere detaljer se Polymerase III homoenzyme beta-subunit-og Alpha-Subunit af Thermus aquaticus DNA-Polymerase III.

DNA-Polymerase IV

DNA-polymerase IV er involveret i ikke-målrettet mutagenese. I tilknytning til familie Y aktiveres dette en .ym, når syntesen ved replikationsgaffelboderne., når Polymerase IV er aktiveret, opretter et kontrolpunkt, stopper replikation og giver tid til korrekt reparation af læsioner i DNA-strengen. Polymerase IV er også involveret i translesionsyntese, en DNA-reparationsmekanisme. En .ymet mangler imidlertid nukleaseaktivitet, hvilket gør det tilbøjeligt til fejl i DNA-replikation.

DNA-Polymerase V

DNA-polymerase V, i familie Y, er stærkt reguleret og produceres kun, når DNA er beskadiget og kræver translesionsyntese., Polymerase V, som polymerase IV, mangler al e .onuclease-funktion og er ikke i stand til at korrekturlæse den syntetiserede DNA-streng, hvilket får den til at være mindre effektiv.

revers transkriptase

den mest kendte revers transkriptase DNA-polymerase er HIV-1 revers transkriptase. Grunden til dette er så vigtigt at forstå er, at det er målet for anti-AIDS medicin. For detaljerede oplysninger om RT-familiepolymeraser, se revers transkriptase.,

struktur

den grundlæggende struktur af alle DNA-polymeraser består af underdomæner kaldet håndfladen, fingrene og tommelfingeren og ligner en åben højre hånd. Palmen indeholder katalytisk essentielle aminosyrer i det ” s aktive steder. Fingrene er afgørende for nukleotidgenkendelse og binding. Tommelfingeren er vigtig for bindingen af DNA-substratet. Mellem finger-og tommelfingerdomænerne er en lomme, der består af to regioner; indsættelsesstedet og postinsertionsstedet., De indkommende nukleotider binder sig til indsættelsesstedet, og det nye basepar ligger på postinsertionsstedet. Disse underdomæner, sammen med andre underdomæner specifikke for hver familie, er afgørende for den korrekte funktion af DNA-polymerase. Strukturerne i hvert af disse underdomæner er lidt forskellige for hver polymeraser; for at se disse strukturer mere detaljeret henvises til linkene nederst på siden.,

Familie

I tillæg til den grundlæggende struktur af DNA polymerase, Familien En polymeraser har også en 5″-3″ exonuclease, der er nødvendig for fjernelse af RNA primer fra Okazaki-fragmenter. Ikke alle, men nogle Familie a polymeraser også en 3″ -5 ” e .onuclease, der er ansvarlig for korrekturlæsning af DNA.

familie B

ud over den grundlæggende struktur af DNA-polymerase indeholder familien B-polymeraser en ekstremt aktiv 3″-5″ e .onuclease, der korrigerer fejl i DNA-replikation.,

familie Family

tommelfingeren, håndfladen og fingrene underdomæner er en del af af N-terminal, eller 31-kDa polymerase fragment i familien Polym polymeraser. Palmen i denne familie indeholder tre asparaginsyre motiver. Fingrene i denne familie har Helices m og N, der indeholder aminosyrerester. N-terminalen er forbundet til et 8kda amino terminal domæne indeholdende en 5 ” deo .yribosephosphatlyase, der kræves til reparation af basisudskæring. Hvert medlem indeholder det “s egne strukturelle forskelle, at støtte i det” s funktion.,

familie Y

N-terminalen af familien y polymeraser indeholder den katalytiske kerne af fingre, håndflade og tommelfinger. C-terminalen, som har en bevaret tertiær struktur af et firstrenget beta-ark understøttet på den ene side af to alfa-helices, ellers benævnt lillefingerdomænet, bidrager til DNA-binding og er afgørende for fuldstændig polymeraseaktivitet. Denne familie mangler fleksibilitet i fingers underdomæne, hvilket er ukarakteristisk for de andre familier., De andre dele af den katalytiske kerne og lillefingerdomænet er fleksible og antager ofte forskellige positioner.

mekanisme

størstedelen af DNA-polymeraser gennemgår en to-metal-ion-mekanisme. To metalioner på det aktive sted arbejder for at stabilisere den pentacoordinerede overgangstilstand. Den første metalion aktiverer hydro .ylgrupperne. Disse hydro .ylgrupper fortsætter derefter med at angribe phosphatgruppen af dNTP. Den anden metalion stabiliserer ikke kun den negative ladning, men bygger også på de forlader ilt-og chelaterende fosfatgrupper.,

nogle DPO terminologier:
DPO glidende klemme er lavet af komplekset af DPO og prolifererende celle nukleare Antigen (PCNA), som omkranser det.
BRCT-domænet i DPO er det C-terminale domæne af brystkræftfølsomhedsprotein.
Kleno.fragment er et stort DPO fragment produceret ved spaltning af Dpo ved subtilisin.
I E. coli hedder EcDpo III-underenhederne β, γ,,,” ” clamp loader. Dette kompleks samler sliding-underenhedens glidende klemme til DNA ‘ et.

Se også bruger:Karl E., Zahn / RB69 DNA-polymerase (gp43)

3D-Strukturer af DNA polymerase

DNA-polymerase 3D-strukturer

---