DNA-polymerase (Norsk)

• 1 Oversikt
• 2-Funksjon
• 3 Typer 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 Polymerases η, Polymerase ι, og Polymerase κ 3.1.5 Terminal deoxynucleotidyl transferase
  • 3.2 Prokaryotic Polymerase
    • 3.2.1 DNA-Polymerase jeg 3.2.2 DNA-Polymerase II 3.2.3 DNA-Polymerase III 3.2.4 DNA-Polymerase III
    • 3.2.,5 DNA-Polymerase V
  • 3.3 Revers Transkriptase
• 4 Struktur
  • 4.1 Familie
  • 4.2 Familie B
  • 4.3 Familie X
  • 4.4 Familie Y
• 5-Mekanisme
• 6 3D-Strukturer av DNA-polymerase

Oversikt

DNA polymerases er enzymer som spiller en sentral rolle i DNA-replikasjon. DNA-replikasjon er prosessen med å splitte en eksisterende dobbel-strandet DNA-molekylet til to enkle tråder av DNA, deretter ved hjelp av DNA-polymerases å oversette enkle tråder., Prosessen med oversettelse resultater i etableringen av komplementære DNA-tråder og resultater i etableringen av to dobbel-strandet DNA-molekyler som er eksakte kopier av de opprinnelige DNA-molekylet. Den komplementære tråder som er opprettet i 5″-3″ retning. Visse DNA polymerases er også ansvarlig for å korrekturlese den nylig syntetisert DNA-strand, og ved hjelp av exonuclease å fjerne og erstatte eventuelle feil som oppstod. DNA polymerases er delt inn i 7 familier i henhold til rekkefølgen homologi og 3D-struktur likheter., Familiene er:

• Familie – DNA replikasjon og reparasjon (DNA Polymerase I, γ)
• Familie B – DNA replikasjon og reparasjon (DNA Polymerase II, α, δ, ε). Se DNA Polymerase i Thermococcus gorgonarius.
• Familie C – DNA replikasjon i prokaryotes (DNA-Polymerase III)
• Familie D – DNA replikasjon i archaea
• Familie X – DNA-reparasjon i eukaryotes (DNA Polymerase β, λ, μ)
• Familie Y – DNA replikasjon av skadet DNA (DNA Polymerase IV, V, η, ι, κ)
• Familie RT – revers transkriptase (Se Revers transkriptase.,)

Funksjon

DNA polymerases er viktige enzymer for DNA Replikasjon. Før DNA-polymerases kan utføre sin del i DNA-replikasjon, andre enzymer må slappe av og dele dobbeltseng, spiralformet strukturen av DNA og signal for initiering av replikering. Når DNA-primase har plassert en primer på malen DNA strand, DNA polymerases kan feste. Disse enzymene bruker malen, strand av DNA for å syntetisere et utfyllende strand av DNA ved hjelp av DNA-byggesteinene som kalles nukleotider., Rekkefølgen av nukleotider på komplementære strand er bestemt av base-sammenkobling regler: cytosine med guanin og adenine med innhold av tymin.

i Løpet av DNA-syntese, DNA polymerases flytte langs mal DNA strand i en 3″-5″ retning og legger til nukleotider til den nye DNA-tråden i en 5″-3″ retning. Dette fører til at forlengelsen av den nye strand i en 5″-3″ retning. Merk at retningen på den nylig dannet DNA strand er på motsatt side av malen DNA-strand. Dette gjør den resulterende dobbel-strandet DNA-molekylet utfyllende og anti-parallell.,

DNA polymerases er noen av de mest nøyaktige enzymer og har om en feil for hver én milliard eksemplarer. Når en feil er gjort, mange av DNA polymerases har muligheten til å korrekturlese nylig syntetisert DNA og rette eventuelle feil som blir gjort under replikasjon. Enzymer korrekturlese i 5″-3″ retning. Når en feil er funnet, forlagt nukleotid er kuttet ut så riktig nukleotid kan settes inn. Denne prosessen er ofte referert til som 5″-3″exonuclease aktivitet.,

Replikering Archaea Ukjent X Replikering og Reparasjon Eukaryotes Pol β -, Pol-μ, og Pol λ Y Replikering og Reparasjon Eukaryotes og Prokaryotes Pol IV, V Pol -, Pol-η, Pol κ, og Pol ι RT Replikering og Reparasjon Eukaryotes, Virus, og Retrovirus Telomerase og Hepatitt B-viruset

Eukaryote Polymerase

Polymerase γ

Polymerase γ er som en Familie En polymerase., Pol γ»s viktigste funksjon er å gjenskape og reparasjon mitokondrie DNA (mtDNA). Pol γ kan utføre korrekturlesing 3″-5″ exonuclease aktivitet. Mutasjoner som fører til begrenset eller ikke-fungerende Pol γ har en signifikant effekt på mtDNA og er en vanlig årsak til autosomal mitokondrie lidelser.

Polymerase α, Polymerase δ, og Polymerase ε

Medlemmer av familien B -, Pol-α -, Pol-δ, og Pol ε er den viktigste polymerases involvert i DNA-replikasjon. Pol α binder seg med primase å danne et kompleks. Primase oppretter og legger en RNA-primer, slik at Pol α å starte replikering., Pol δ tar da over syntese av lagging strand fra Pol-α. Det antas at Pol ε syntetiserer den ledende strand under replikasjon, mens Pol δ først og fremst etterligner lagging strand. Men, det har vært noen tilfeller der Pol δ har blitt funnet å gjenskape den henger og ledende strand. Pol-δ og ε også ha 3″-5″ exonuclease aktivitet evner.

Familie X

Familie X polymerases består av polymerases som Pol-β -, Pol-μ, og Pol λ. Pol β»s viktigste funksjon er kort-patch base eksisjon reparasjon, reparasjon veien brukes til å reparere alkylerte eller oksidert baser., Pol λ og Pol μ er avgjørende for sluttet meg DNA-double-strand pauser på grunn av hydrogen peroxide og ioniserende stråling, henholdsvis. For mer detaljer, se DNA-polymerase beta og DNA-Polymerase beta (hebraisk).

Polymerases η, Polymerase ι, og Polymerase κ

Polymerase η, Polymerase ι, og Polymerase κ er Familie Y-DNA polymerases involvert i DNA-reparasjon av translesion syntese. Polymerases i Familien Y er utsatt for feil under DNA-syntese. Pol η er viktig for nøyaktig translesion syntese av DNA-skade som skyldes ultrafiolett stråling., Funksjonen av Pol κ er ikke helt forstått, men det er tenkt til å fungere som en extender-enhet eller inserter av en bestemt base på bestemte DNA-lesjoner. Alle tre translesion syntese polymerases er aktivert av fast replicative DNA polymerases.

Terminal deoxynucleotidyl transferase

TdT catalyzes den polymerisering av deoxynucleoside triphophates til 3″-hydroksyl gruppe av utført polynucleotide kjede. TdT er en ikke-mal er regissert DNA-polymerase og ble oppdaget i brisselen kjertlene.,

Prokaryotic Polymerase

DNA-Polymerase jeg

DNA-Polymerase jeg er en familie Et enzym, hvis viktigste funksjon er eksisjon reparasjon av DNA-tråder gjennom 3″-5″ og 5″-3″ exonuclease. Dette polymerase også bidrar med Okazaki fragment modning. Okazaki-fragmenter er korte syntetiske tråder av DNA som danner lagging strand under DNA replikasjon. Når Polymerase jeg ikke replikere, det starter å legge nukleotider på RNA-primer og beveger seg i den 5″-3″ retning. Dette polymerase er også store-polymerase i E. coli. Se også Taq DNA-polymerase (hebraisk)., i Familien EN DNA-polymerase jeg (1taq).

i Familien, EN DNA polymerase jeg (1taq).

DNA-Polymerase II

DNA-polymerase II tilhører familien B. Det er ansvarlig for 3″-5″ exonuclease aktivitet og starte replikering etter syntese prosessen har stoppet opp på grunn av skader i DNA-strand. – Polymerase II ligger på replication fork for å bidra direkte aktivitet av andre polymerases.

DNA-Polymerase III

DNA-polymerase III er den primære enzym som er involvert i den replikasjon av DNA., Den tilhører familien C og er ansvarlig for å syntetisere nytt DNA-tråder ved å legge til nukleotider til 3″-OH gruppe av primer. Dette enzymet har også 3″-5″ exonuclease aktivitet gir det muligheten til å sjekke det syntetiske DNA-strand for feil.

For mer informasjon se Polymerase III homoenzyme beta subunit og Alfa Subunit av Thermus aquaticus DNA-Polymerase III.

DNA-Polymerase III

DNA-polymerase IV er involvert i ikke-målrettede mutagenesis. Tilhørighet til familie Y, dette enzymet er aktivert når syntese på replication fork boder., når aktivert, Polymerase IV skaper et sjekkpunkt, stopper replikering, og lar deg tid til skikkelig reparasjon lesjoner i DNA-strand. – Polymerase IV er også involvert i translesion syntese, en DNA-reparasjon-mekanisme. Imidlertid, enzymet mangler nuclease aktivitet som gjør det utsatt for feil i DNA-replikasjon.

DNA-Polymerase V

DNA-polymerase V, i familien Y, er strengt regulert, og bare produsert når DNA er skadet og må translesion syntese., – Polymerase V, som polymerase IV, mangler alle exonuclease funksjon og er i stand til å korrekturlese syntetisk DNA-strand forårsaker det å være mindre effektiv.

Revers Transkriptase

Den mest kjente Revers Transkriptase DNA-polymerase er HIV-1 Revers Transkriptase. Grunnen til at dette er så viktig å forstå er at det er målet for anti-AIDS-medisiner. For detaljert informasjon om RT familie polymerases, se Revers transkriptase.,

– Struktur

Den grunnleggende strukturen av alle DNA-polymerases består av underdomener referert til som the palm, fingre og tommel og ligne en åpen høyre hånd. Palm inneholder catalytically essensielle aminosyrer i det»s aktive nettsteder. Fingrene er avgjørende for nukleotid anerkjennelse og bindende. Tommelen er viktig for binding av DNA-substrat. Mellom tommel og pekefinger domener er en lomme som består av to områder; innstikkstedet og postinsertion nettstedet., Den innkommende nukleotider bindes til innstikkstedet og den nye base par bosatt i postinsertion nettstedet. Disse underdomener, sammen med andre underdomener som er spesifikke for hver familie, er avgjørende for riktig funksjon av DNA-polymerase. Den strukturer for hver av disse underdomener er litt forskjellig for hver polymerases; for å vise disse strukturene i større detalj, se lenker nederst på siden.,

Familie

I tillegg til den grunnleggende strukturen av DNA-polymerase, Familien En polymerases også har en 5″-3″ exonuclease som er nødvendig for fjerning av RNA-primere fra Okazaki-fragmenter. Ikke alle, men noen Familie En polymerases også en 3″-5″ exonuclease som er ansvarlig for korrekturlesing DNA.

Familie B

I tillegg til den grunnleggende strukturen av DNA-polymerase, Familien B polymerases inneholde en ekstremt aktiv 3″-5″ exonuclease som retter opp feil i DNA-replikasjon.,

Familie X

tommelen, håndflate og fingre underdomener er en del av den av N-terminal, eller 31-kDA-polymerase-fragment i Familien X Polymerases. Palm i denne familien inneholder tre asparaginsyre motiver. Fingrene i denne familien har Helices M og N som inneholder aminosyren rester. N-terminal er koblet til en 8kDa amino-terminal domene som inneholder en 5″ deoxyribose fosfat lyase som er nødvendig for base eksisjon reparasjon. Hvert medlem inneholder det»s egen strukturelle forskjeller som hjelpemiddel i det»s fungerer.,

Familie Y

N-terminal av Familien Y polymerases inneholder katalytisk kjernen i fingrene, håndflaten og tommelen. C-terminal, som har bevart tertiær struktur av en fire-strandet beta ark støttet på den ene siden av to alpha helices, ellers referert til som den lille finger domene, bidrar til DNA-bindende, og det er viktig for fullstendig polymerase aktivitet. Denne familien mangler fleksibilitet i fingrene underdomene, noe som er uvanlig for de andre familier., Andre deler av katalytisk kjernen og den lille finger domenet er fleksible og ofte anta forskjellige posisjoner.

Mekanisme

flertallet av DNA polymerases gjennomgå en to-metall-ion-mekanisme. To metall-ioner i den aktive siden arbeidet med å stabilisere pentacoordinated transition state. Den første metal ion aktiverer hydroksyl grupper. De hydroksylgrupper gå deretter til angrep fosfat gruppe av dNTP. Den andre metall-ion-ikke bare stabiliserer negativ ladning, men bygger også på å forlate oksygen og chelaterende fosfatgrupper.,

Noen Dpo terminologi:
Dpo skyve klemmen er laget av det kompleks av Dpo og Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA) som omkranser den.
BRCT domene i Dpo er C-terminal domene av brystkreft mottakelighet protein.
Klenow fragment er en stor Dpo fragment produsert ved spalting av Dpo av subtilisin.
I E. coli, den EcDpo III underenhetene β, γ, δ, δ» er oppkalt klemme loader. Dette komplekset samler β subunit skyve klemme til DNA.

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

3D-Strukturer av DNA-polymerase

DNA-polymerase 3D-strukturer

---