ADN polymérase
contenu
- 1 Aperçu
- 2 Fonction
- 3 Types D’ADN polymérase
- 3.1 polymérase eucaryote
- 3.1.1 polymérase γ
3.1.2 polymérase α, la polymérase δ et la polymérase ε 3.1.3 famille x 3.1.4 polymérases η, polymérase ι et polymérase κ 3.1.5 désoxynucléotidyl transférase terminale
- 3.1.1 polymérase γ
- 3.2 polymérase procaryote
- 3.2.1 ADN polymérase I
3.2.2 ADN polymérase II 3.2.3 ADN polymérase III 3.2.4 ADN polymérase IV - 3.2.,5 l’ADN Polymérase V
- 3.2.1 ADN polymérase I
- 3.3 de la Transcriptase Inverse
- 3.1 polymérase eucaryote
- 4 Structure
- 4.1 Famille
- 4.2 de la Famille B
- 4.3 de la Famille X
- 4.4 Famille Y
- 5 Mécanisme
- 6 Structures 3D de l’ADN polymérase
Présentation
l’ADN polymérases sont des enzymes qui jouent un rôle essentiel dans la réplication de l’ADN. La réplication de l’ADN est le processus de division d’une molécule d’ADN double brin existante en deux brins simples d’ADN, puis en utilisant des ADN polymérases pour traduire les brins simples., Le processus de traduction entraîne la création des brins d’ADN complémentaires et entraîne la création de deux molécules D’ADN double brin qui sont des répliques exactes de la molécule d’ADN originale. Les brins complémentaires sont créés dans la direction 5″-3″. Certaines ADN polymérases sont également responsables de la relecture du brin d’ADN nouvellement synthétisé et de l’utilisation de l’exonucléase pour éliminer et remplacer les erreurs qui se sont produites. Les ADN polymérases sont divisées en 7 familles selon leur homologie de séquence et leurs similitudes de structure 3D., Les familles sont:
- famille a – réplication et réparation de L’ADN (ADN polymérase I, γ)
- famille B – réplication et réparation de l’ADN (ADN polymérase II, α, δ, ε). Voir ADN polymérase dans Thermococcus gorgonarius.
- famille c – réplication de L’ADN chez les procaryotes (ADN polymérase III)
- famille d – réplication de l’ADN chez les archées
- famille x – réparation de l’ADN chez les eucaryotes (ADN polymérase β, λ, μ)
- famille Y – réplication de l’ADN endommagé (ADN polymérase IV, V, η, ι, κ)
- famille RT – transcriptase inverse (voir transcriptase inverse.,)
fonction
Les ADN polymérases sont des enzymes essentielles à la réplication de l’ADN. Avant que les ADN polymérases puissent jouer leur rôle dans la réplication de l’ADN, d’autres enzymes doivent dérouler et diviser la structure double hélicoïdale de l’ADN et signaler l’initiation de la réplication. Une fois que L’ADN primase a placé une amorce sur le brin d’ADN du modèle, les ADN polymérases peuvent se fixer. Ces enzymes utilisent le brin modèle de L’ADN pour synthétiser un brin complémentaire de L’ADN en utilisant les blocs de construction de L’ADN appelés nucléotides., L’ordre des nucléotides sur le brin complémentaire est déterminé par les règles d’appariement des bases: cytosine avec guanine et adénine avec thymine.
pendant la synthèse de L’ADN, les ADN polymérases se déplacent le long du brin d’ADN de modèle dans une direction de 3″-5″ et ajoute des nucléotides au nouveau brin d’ADN dans une direction de 5″-3″. Cela provoque l’allongement du nouveau brin dans une direction de 5″-3″. Notez que la direction du brin D’ADN nouvellement formé est opposée au brin d’ADN de modèle. Cela rend la molécule d’ADN double brin résultante complémentaire et anti-parallèle.,
Les ADN polymérases sont parmi les enzymes les plus précises et ont environ une erreur pour chaque milliard de copies. Lorsqu’une erreur est commise, de nombreuses ADN polymérases ont la capacité de relire l’ADN nouvellement synthétisé et de corriger les erreurs commises lors de la réplication. Les enzymes relisent dans la direction 5″-3″. Lorsqu’une erreur est trouvée, le nucléotide égaré est découpé afin que le nucléotide correct puisse être inséré. Ce processus est souvent appelé activité exonucléase 5 « -3 ».,
Eucaryotes Polymérase
Polymérase γ
Polymérase γ est considérée comme une Famille, Une polymérase., La fonction principale de Pol γ est de répliquer et de réparer L’ADN mitochondrial (ADNmt). Pol γ peut effectuer une relecture de l’activité exonucléase 3 « -5 ». Les Mutations qui causent le γ limité ou non fonctionnel de Pol a un effet significatif sur l’ADNmt et est une cause commune des désordres mitochondriaux autosomiques.
polymérase α, polymérase δ et polymérase ε
Les membres de la famille B, Pol α, Pol δ et Pol ε sont les principales polymérases impliquées dans la réplication de l’ADN. Pol α se lie à la primase pour former un complexe. Primase crée et place une amorce D’ARN, permettant à Pol α de commencer la réplication., Pol δ prend alors en charge la synthèse du brin en retard à partir de Pol α. On pense que Pol ε synthétise le brin principal pendant la réplication, tandis que Pol δ réplique principalement le brin retardant. Cependant, il y a eu quelques cas où Pol δ a été trouvé pour reproduire le brin retard et principal. Pol δ Et ε possèdent également des capacités d’activité exonucléase 3 « -5 ».
famille X
les polymérases de la famille X sont constituées de polymérases comme Pol β, Pol μ et Pol λ. La fonction principale de Pol β est la réparation d’excision de base de court-correction, une voie de réparation utilisée pour réparer les bases alkylées ou oxydées., Pol λ et Pol μ sont essentiels pour rejoindre les ruptures double brin d’ADN dues au peroxyde d’hydrogène et aux rayonnements ionisants, respectivement. Pour plus de détails, voir ADN polymérase bêta et ADN polymérase bêta (Hébreu).
polymérases η, polymérase ι et polymérase κ
la polymérase η, polymérase ι et polymérase κ sont des ADN polymérases de la famille Y impliquées dans la réparation de l’ADN par synthèse de translation. Les polymérases de la famille Y sont sujettes à des erreurs lors de la synthèse de l’ADN. Pol η est important pour la synthèse précise de translation des dommages à l’ADN résultant du rayonnement ultraviolet., La fonction de Pol κ n’est pas complètement comprise, mais on pense qu’elle agit comme un prolongateur ou un insérant d’une base spécifique à certaines lésions de l’ADN. Les trois polymérases de synthèse de translation sont activées par des ADN polymérases réplicatives calées.
désoxynucléotidyl transférase terminale
Le TdT catalyse la polymérisation des triphophates désoxynucléosides au groupe 3″-hydroxyle de la chaîne polynucléotide préformée. TdT est une ADN polymérase dirigée non-Modèle et a été détecté dans les glandes du thymus.,
polymérase procaryote
ADN polymérase I
L’ADN polymérase I est une enzyme de la famille A dont la fonction principale est la réparation par excision des brins D’ADN à travers 3″-5″ et 5″-3″ exonucléase. Cette polymérase aide également à la maturation des fragments D’Okazaki. Les fragments d’Okazaki sont de courts brins d’ADN synthétisés qui forment le brin en retard lors de la réplication de l’ADN. Lorsque la polymérase I se reproduit, elle commence à ajouter des nucléotides à l’amorce de L’ARN et se déplace dans la direction 5″-3″. Cette polymérase est également la principale polymérase d’E. coli. Voir Aussi Taq ADN polymérase (Hébreu)., dans la famille a ADN polymérase I (1taq).
dans la famille a ADN polymérase I (1taq).
ADN polymérase II
L’ADN polymérase II appartient à la famille B. Il est responsable de l’activité exonucléase 3″-5″ et du redémarrage de la réplication après l’arrêt du processus de synthèse en raison de dommages dans le brin D’ADN. La polymérase II est située à la fourche de réplication afin d’aider à diriger l’activité des autres polymérases.
l’ADN Polymérase III
l’ADN polymérase III est la principale enzyme impliquée dans la réplication de l’ADN., Il appartient à la famille C et est responsable de la synthèse de nouveaux brins D’ADN en ajoutant des nucléotides au groupe 3″-OH de l’amorce. Cette enzyme a également 3 » -5 » activité exonucléase lui donnant la capacité de vérifier le brin d’ADN synthétisé pour les erreurs.
pour plus de détails, voir la sous-unité bêta de L’homoenzyme polymérase III et la sous-unité Alpha de L’ADN polymérase III de Thermus aquaticus.
ADN polymérase IV
L’ADN polymérase IV est impliquée dans la mutagénèse non ciblée. Appartenant à la famille Y, cette enzyme est activée lors de la synthèse au niveau de la fourche de réplication., une fois activée, la polymérase IV crée un point de contrôle, arrête la réplication et laisse le temps de réparer correctement les lésions dans le brin D’ADN. La polymérase IV est également impliquée dans la synthèse de translation, un mécanisme de réparation de l’ADN. Cependant, l’enzyme manque d’activité nucléase, ce qui la rend sujette à des erreurs de réplication de l’ADN.
l’ADN Polymérase V
l’ADN polymérase V, de la famille Y, est très réglementé et produit seulement lorsque l’ADN est endommagé et nécessite la synthèse trans., La polymérase V, comme la polymérase IV, manque de toute fonction exonucléase et est incapable de relire le brin d’ADN synthétisé, ce qui la rend moins efficace.
Transcriptase inverse
la transcriptase inverse ADN polymérase la plus connue est la transcriptase inverse VIH-1. La raison pour laquelle il est si important de comprendre est qu’il est la cible des médicaments anti-SIDA. Pour des informations détaillées sur les polymérases de la famille RT, voir transcriptase inverse.,
Structure
la structure de base de toutes les ADN polymérases se compose de sous-domaines appelés la paume, les doigts et le pouce et ressemblent à une main droite ouverte. La paume contient des acides aminés catalytiquement essentiels dans ses sites actifs. Les doigts sont essentiels pour la reconnaissance et la liaison des nucléotides. Le pouce est important pour la liaison du substrat D’ADN. Entre les domaines du doigt et du pouce se trouve une poche composée de deux régions; le site d’insertion et le site de post-insertion., Les nucléotides entrants se lient au site d’insertion et la nouvelle paire de bases réside dans le site de post-insertion. Ces sous-domaines, ainsi que d’autres sous-domaines spécifiques à chaque famille, sont essentiels au bon fonctionnement de L’ADN polymérase. Les structures de chacun de ces sous-domaines sont légèrement différentes pour chaque polymérase; pour voir ces structures plus en détail, reportez-vous aux liens en bas de la page.,
famille A
en plus de la structure de base de L’ADN polymérase, les polymérases De La Famille A ont également une exonucléase 5″-3″ qui est nécessaire pour l’élimination des amorces D’ARN des fragments D’Okazaki. Pas tous, mais certaines polymérases de la famille a aussi une exonucléase 3 » -5 » qui est responsable de la relecture de l’ADN.
famille B
en plus de la structure de base de L’ADN polymérase, les polymérases de la famille B contiennent une exonucléase 3″-5″ extrêmement active qui corrige les erreurs de réplication de l’ADN.,
famille X
Les sous-domaines du pouce, de la paume et des doigts font partie du fragment de polymérase N-terminale ou 31-kDA de la famille des polymérases X. La paume de cette famille contient trois motifs d’acide aspartique. Les doigts de cette famille ont des hélices M et N qui contiennent des résidus d’acides aminés. Le N-terminal est relié à un domaine terminal aminé de 8kDa contenant une lyase de 5″ deoxyribose phosphate qui est exigée pour la réparation de base d’excision. Chaque membre contient ses propres différences structurelles qui aident à son fonctionnement.,
famille Y
La N-terminale des polymérases de la famille Y contient le noyau catalytique des doigts, de la paume et du pouce. Le C-terminal, qui a une structure tertiaire conservée d’une feuille bêta à quatre brins soutenue d’un côté par deux hélices alpha, autrement appelées domaine du petit doigt, contribue à la liaison à l’ADN et est essentiel à l’activité complète de la polymérase. Cette famille manque de flexibilité dans le sous-domaine des doigts, ce qui est inhabituel pour les autres familles., Les autres parties du noyau catalytique et du domaine du petit doigt sont flexibles et prennent souvent des positions différentes.
Mécanisme
La majorité des ADN polymérases subir une à deux ions métalliques mécanisme. Deux ions métalliques dans le site actif travaillent pour stabiliser l’état de transition pentacoordonné. Le premier ion métallique active les groupes hydroxyle. Ces groupes hydroxyles attaquent ensuite le groupe phosphate du dNTP. Le deuxième ion métallique stabilise non seulement la charge négative, mais s’appuie également sur les groupes phosphate laissant l’oxygène et chélatant.,
une certaine terminologie de Dpo:
La bride coulissante de Dpo est faite du complexe de Dpo et de L’antigène nucléaire proliférant de cellules (PCNA) qui l’encercle.
le domaine BRCT dans Dpo est le domaine C-terminal de la protéine de susceptibilité au cancer du sein.
Le fragment de Klenow est un grand fragment de Dpo produit lors du clivage de Dpo par la subtilisine.
chez E. coli, les sous-unités ecdpo III β, γ, δ, δ » sont nommées clamp loader. Ce complexe assemble la pince coulissante de la sous-unité β à l’ADN.
Voir aussi Utilisateur:Karl E., Zahn / RB69 de l’ADN polymérase (gp43)
des Structures 3D de l’ADN polymérase
l’ADN polymérase des structures 3D