DNA-polymeraasi

• 1 Yhteenveto
• 2 Toiminto
• 3 Tyyppisiä DNA-Polymeraasi
  • 3.1 Aitotumallisilla-Polymeraasi
    • 3.1.1 Polymeraasin γ, 3.1.2 Polymeraasi α, δ-Polymeraasi, ja Polymeraasi ε, 3.1.3 Perhe-X, 3.1.4 Polymeraasien η, – Polymeraasi i, ja Polymeraasi k, 3.1.5 Terminaali deoxynucleotidyl transferaasin
  • 3.2 Prokaryootti-Polymeraasi
    • 3.2.1 DNA-Polymeraasi I, 3.2.2 DNA-Polymeraasi II, 3.2.3 DNA-Polymeraasi III, 3.2.4 DNA-Polymeraasi IV
    • 3.2.,5 DNA-Polymeraasi V
  • 3.3 käänteiskopioijaentsyymin
• 4 Rakenne
  • 4.1 Perhe
  • 4.2 Perhe-B
  • 4.3 Perhe-X
  • 4.4 Perhe Y
• 5 Mekanismi
• 6 3D-Rakenteita DNA-polymeraasi

Yleistä

DNA-polymerases ovat entsyymejä, joilla on keskeinen rooli DNA: n replikaatio. DNA: n replikaatio on prosessin jakaminen olemassa olevan kaksinkertaisen-pulaan DNA-molekyylin kahteen yhden DNA-säikeiden, sitten käyttämällä DNA-polymerases kääntää yhden säikeet., Prosessi käännös tulokset luomiseen täydentäviä DNA-säikeet ja tuloksia syntyy kaksi double-stranded DNA-molekyylejä, jotka ovat tarkkoja jäljennöksiä alkuperäisen DNA-molekyylin. Täydentävät säikeet luodaan 5″-3″ suuntaan. Tiettyjä DNA-polymeraaseja on myös vastuussa oikoluku juuri syntetisoidun DNA strand ja käyttää exonuclease poistaa ja korvata kaikki tapahtuneet virheet. DNA-polymeraasit jaetaan 7 sukuun niiden sekvenssihomologian ja 3D-rakenteen yhtäläisyyksien mukaan., Perheet ovat:

• Perhe – DNA-replikaation ja korjaus (DNA-Polymeraasi I, γ)
• Perhe-B – DNA: n replikaatio ja korjaus (DNA-Polymeraasi II: n, α, δ, ε). Katso DNA-polymeraasi thermococcus gorgonariuksesta.
• Perheen C – DNA-replikaatiota in prokaryootit (DNA-Polymeraasi III)
• Perhe-D – DNA-replikaatiota in archaea
• Perhe-X – DNA: n korjaus eukaryooteissa (DNA-Polymeraasi β, λ, µ)
• Perhe Y – DNA: n replikaatio vahingoittuneen DNA: n (DNA-Polymeraasi IV, V, h, i, k)
• Perheen RT – käänteiskopioijaentsyymin (Ks käänteiskopioijaentsyymin.,)

funktio

DNA-polymeraasit ovat DNA: n replikaation kannalta välttämättömiä entsyymejä. Ennen DNA-polymerases voi suorittaa sen osa DNA: n replikaatio, muita entsyymejä on rentoutua ja jakaa double helix DNA: n rakenteen ja signaalin aloittamisesta lisääntymään. Kun DNA-primaasi on laittanut pohjustusaineen mallin DNA-juosteeseen, DNA-polymeraasit voivat kiinnittyä. Nämä entsyymit käyttää mallia DNA: ta syntetisoida täydentäviä DNA: ta käyttäen DNA: n rakennuspalikat nimeltään nukleotidit., Järjestyksessä nukleotidien täydentäviä strand määräytyy emäspariutumi-säännöt: tymiini guaniinin kanssa ja adeniini kanssa tymiini.

Aikana DNA-synteesiä, DNA-polymerases liikkua pitkin template DNA-juosteen 3″-5″ suuntaan ja lisää nukleotidien uuden DNA-säikeen 5″-3″ suuntaan. Tämä aiheuttaa uuden juosteen venymisen 5 ” -3 ” suuntaan. Huomaa, että vastamuodostuneen DNA-juosteen suunta on päinvastainen kuin mallin DNA-juosteen. Tämä tekee tuloksena syntyvästä kaksijuosteisesta DNA-molekyylistä täydentävän ja anti-rinnakkaisen.,

DNA-polymerases ovat joitakin tarkin entsyymejä ja on noin yksi virhe jokaista miljardia kappaletta. Kun virhe on tehty, monet DNA-polymeraaseja on kyky oikolukea juuri syntetisoidun DNA ja korjata tehdyt virheet aikana replikointi. Entsyymit oikolukivat 5″-3″ suuntaan. Kun virhe havaitaan, väärin sijoitettu nukleotidi leikataan pois, jotta oikea nukleotidi voidaan lisätä. Tätä prosessia kutsutaan usein 5 ” -3 ” eksonukleaasiaktiivisuudeksi.,

Replikaatio Arkkien Tuntematon X Replikointi ja Korjaus Eukaryooteissa Pol β, Pol μ, ja Pol λ Y Replikointi ja Korjaus Eukaryooteissa ja Prokaryootit Pol IV, Pol V, Pol η, Pol κ, ja Pol i RT Replikointi ja Korjaus Eukaryooteissa, Viruksia, ja Retrovirus Telomeraasi-ja Hepatiitti B-viruksen

Aitotumallisilla-Polymeraasi

Polymeraasin γ

– Polymeraasin γ pidetään Perhe-polymeraasi., Pol γ”: n päätehtävä on monistaa ja korjata mitokondrioiden DNA: ta (mtDNA). Pol γ voi suorittaa oikolukua 3″ -5 ” eksonukleaasiaktiivisuus. Mutaatioita, jotka aiheuttavat vähän tai ei toimi Pol γ on merkittävä vaikutus mtDNA ja on yleinen syy autosomaalinen mitokondrioiden häiriöt.

– Polymeraasien α, δ-Polymeraasi, ja Polymeraasi ε

Jäsenet perhe B, Pol α, Pol δ, ja Pol ε ovat tärkeimmät polymeraasien mukana DNA: n replikaatio. Pol α sitoutuu primaasiin muodostaen kompleksin. Primaasi luo ja asettaa RNA-primerin, jolloin Pol α aloittaa replikaation., Pol δ ottaa tämän jälkeen haltuunsa Pol α: sta periytyvän juosteen synteesin. Pol ε: n uskotaan syntetisoivan johtavan juosteen replikaation aikana, kun taas Pol δ jäljittelee ensisijaisesti lagging-juostetta. Kuitenkin on ollut joitakin tapauksia, joissa Pol δ on löydetty jäljitellä jäljessä ja johtava säie. Pol δ: lla ja ε: llä on myös 3″-5″ eksonukleaasin aktiivisuusominaisuudet.

Perhe-X

Perhe-X-polymerases koostuvat polymerases, kuten Pol β, Pol μ, ja Pol λ. Pol β ” S tärkein tehtävä on lyhyt-patch base excision korjaus, korjaus reitti käytetään korjaamiseen alkyloidut tai hapettunut emäkset., Pol λ ja Pol μ ovat välttämättömiä palaa DNA-double-säikeen katkoksia, koska vetyperoksidi ja ionisoiva säteily, vastaavasti. Lisätietoja on DNA polymeraasibeetassa ja DNA Polymeraasibeetassa (hepreaksi).

– Polymerases, η, – Polymeraasi i, ja Polymeraasi κ

– Polymeraasi η, – Polymeraasi i -, ja κ-Polymeraasi ovat Perhe Y-DNA-polymerases mukana DNA: n korjaukseen, joita translesion synteesi. Polymeraasit suvussa Y ovat alttiita virheille DNA-synteesin aikana. Pol η on tärkeä ultraviolettisäteilystä aiheutuvien DNA-vaurioiden tarkan translesionisynteesin kannalta., Toiminto Pol κ ei täysin tunneta, mutta sen uskotaan toimia extender-laitteen tai asetin tietyn base tiettyjä DNA-vaurioita. Kaikki kolme translesion synteesi-polymerases aktivoituvat pysähtynyt replicative DNA-polymeraaseja.

Terminal deoxynucleotidyl transferaasin

TdT katalysoi polymerointi deoxynucleoside triphophates 3″-hydroksyyli-ryhmä muotoon polynucleotide ketjun. TdT on ei-mallinen ohjattu DNA-polymeraasi, ja se havaittiin kateenkorvan rauhasissa.,

Prokaryootti-Polymeraasi

DNA-Polymeraasi I

DNA-Polymeraasi I on perhe On entsyymi, jonka tärkein tehtävä on leikkaaminen korjaus DNA-säikeiden kautta 3″-5″ ja 5″-3″ exonuclease. Tämä polymeraasi auttaa myös Okazaki-fragmentin kypsymisessä. Okazaki-fragmentit ovat lyhyitä syntetisoituja DNA: n säikeitä, jotka muodostavat DNA: n replikaation aikana viipyvän juosteen. Kun polymeraasi I replikoituu, se alkaa lisätä nukleotideja RNA-pohjamaalilla ja liikkuu 5 ” -3 ” – suunnassa. Tämä polymeraasi on myös E. colin tärkein polymeraasi. Katso myös Taq DNA polymeraasi (heprea)., suvussa DNA-polymeraasi I (1TAQ).

perheessä a DNA-polymeraasi I (1taq).

DNA-Polymeraasi II

DNA-polymeraasi II kuuluu perheen B. Se on vastuussa 3″-5″ exonuclease toimintaa ja uudelleenkäynnistyksen replikaation jälkeen synteesi prosessi on pysähtynyt, koska vaurioita DNA-strand. Polymeraasi II sijaitsee replikaatiohaarukassa auttaakseen ohjaamaan muiden polymeraasien toimintaa.

DNA-Polymeraasi III

DNA-polymeraasi III on ensisijainen entsyymi, joka osallistuu DNA-replikaation., Se kuuluu perheeseen C ja on vastuussa uusien DNA-säikeiden syntetisoinnista lisäämällä nukleotideja primerin 3 ” – OH-ryhmään. Tällä entsyymillä on myös 3″-5″ eksonukleaasiaktiivisuutta, mikä antaa sille mahdollisuuden tarkistaa syntetisoitu DNA-juoste virheiden varalta.

lisätietoja Polymeraasi III homoenzyme beta-alayksikkö ja Alfa-Alayksikkö Thermus aquaticus-DNA-Polymeraasi III.

DNA-Polymeraasi IV

DNA-polymeraasi IV on mukana ei-kohdennettu mutageneesi. Sukuun Y kuuluva entsyymi aktivoituu synteesissä replikaatiohaarukassa., aktivoiduttuaan polymeraasi IV luo tarkastuspisteen, pysäyttää replikaation ja antaa aikaa korjata kunnolla vaurioita DNA-juosteessa. Polymeraasi IV osallistuu myös translesionisynteesiin, joka on DNA: n korjausmekanismi. Kuitenkin, entsyymi puuttuu nuclease toimintaa, jolloin se on altis virheitä DNA: n replikaatio.

DNA-Polymeraasi V

DNA-polymeraasi V, perhe Y, on erittäin säänneltyä ja vain syntyy, kun DNA on vaurioitunut ja vaatii translesion synteesi., – Polymeraasi V, kuten polymeraasiketjureaktio IV puuttuu kaikki exonuclease toimintaa ja ei voi oikolukea syntetisoitu DNA-juosteen aiheuttaa se tulee vähemmän tehokas.

käänteiskopioijaentsyymin

yleisimmin tunnettu käänteiskopioijaentsyymin DNA-polymeraasi on HIV-1-käänteiskopioijaentsyymiä. Syy tähän on niin tärkeä ymmärtää on se, että se on aids-lääkkeiden kohde. RT-perheen polymeraaseista on yksityiskohtaiset tiedot Käänteiskopioijaentsyymistä.,

Rakenne

perusrakenne kaikki DNA-polymerases koostuu aliverkkotunnuksia nimitystä palm, sormet ja peukalo ja muistuttavat avoin oikea käsi. Palmu sisältää katalyyttisesti välttämättömiä aminohappoja siinä”s aktiivisia sivustoja. Sormet ovat välttämättömiä nukleotidin tunnistamiseksi ja sitomiseksi. Peukalo on tärkeä DNA-substraatin sitoutumisen kannalta. Sormen ja peukalon verkkotunnusten välissä on tasku, joka koostuu kahdesta alueesta; insertiokohdasta ja postinsertiokohdasta., Saapuvat nukleotidit sitoutuvat insertiokohtaan ja uusi emäspari sijaitsee postinsertiokohdassa. Nämä alakohdat, yhdessä muiden aliverkkotunnuksia kunkin perhe, ovat välttämättömiä oikean toiminnan DNA-polymeraasi. Rakenteiden kukin näistä alidomainit ovat hieman erilaiset kullekin polymeraasien; tarkastella näitä rakenteita tarkemmin, katso linkkejä alareunassa sivun.,

Perheen

lisäksi perus rakenne DNA-polymeraasi, Perhe-polymeraaseja on myös 5″-3″ exonuclease, että tarvitaan poisto RNA-alukkeet alkaen Okazaki palasia. Ei kaikki, mutta jotkut Perheen polymeraasien myös 3″-5″ exonuclease, joka on vastuussa oikoluku DNA.

Perhe-B alakohta

lisäksi perus rakenne DNA-polymeraasi -, Perhe-B-polymerases sisältävät erittäin aktiivinen 3″-5″ exonuclease, että korjaa virheet DNA: n replikaatio.,

Perhe-X

peukalo, kämmen ja sormet alidomainit ovat osa N-terminaali, tai 31-kDA-polymeraasi fragmentti Perheen X-Polymerases. Tämän suvun palmu sisältää kolme asparagiinihappoaihetta. Tämän perheen sormissa on helices M ja N, jotka sisältävät aminohappojäämiä. N-terminaali on liitetty 8kda amino terminal domain, joka sisältää 5″ deoksiriboosifosfaattilyaasin, joka tarvitaan emäksen excision korjaus. Jokainen jäsen sisältää”omat rakenteelliset erot, jotka tukevat sen toimintaa”.,

suku Y

y-polymeraasien n-terminaali sisältää sormien, kämmenen ja peukalon katalyyttisen ytimen. C-terminaali, joka on säilytetty korkea-asteen rakenne neljän pulaan beta-arkin toiselta puolelta kaksi alfa-heliksejä, muuten kutsutaan pikkusormi verkkotunnuksen, edistää DNA: ta sitova, ja se on tärkeää täydellinen polymeraasin toimintaa. Tämä perhe puuttuu joustavuutta sormet subdomain, joka on epätyypillisiä muiden perheiden., Katalyyttisen ytimen muut osat ja pikkusormien verkkotunnus ovat joustavia ja ottavat usein erilaisia asentoja.

Mekanismi

suurin osa DNA-polymerases tehdään kaksi-metalli-ioni-mekanismi. Kaksi aktiivisessa paikassa olevaa metalli-Ionia työskentelee pentakoordinoidun siirtymätilan vakauttamiseksi. Ensimmäinen metalli-ioni aktivoi hydroksyyliryhmät. Nämä hydroksyyliryhmät hyökkäävät sitten dNTP: n fosfaattiryhmään. Toinen metalli-ioni ei vain vakauttaa negatiivisen latauksen, mutta myös perustuu jättäen happea ja kelatoivia fosfaatti ryhmiä.,

Jotkut Tvh: n terminologiaa:
Tvh: n liukuva puristin on valmistettu monimutkainen Tvh: n ja Lisääntyvien Solujen tuma-Antigeenin (PCNA), joka ympäröi sitä.
TVH: n BRCT-verkkotunnus on rintasyöpäalttiusproteiinin C-terminaalinen domeeni.
Klenow ’ n katkelma on suuri TVH: n katkelma, jonka subtilisiini on tuottanut TVH: n pilkkoutuessa.
E. coli, EcDpo III-alayksikön β, γ, δ, δ” on nimetty puristin loader. Tämä kompleksi kokoaa β-alayksikön liukupuristimen DNA: han.

Katso myös Käyttäjä:Karl E., Zahn / RB69 DNA-polymeraasi (gp43)

3D-Rakenteita DNA-polymeraasi

DNA-polymeraasi 3D-rakenteet

---