DNA-polimeraza

co

• przegląd 1
• opcja 2
• 3 rodzaje DNA-polimeraza
  • 3.1 эукариотические polimerazy
    • 3.1.1 polimerazy γ 3.1.2 polimerazy α, δ-polimeraza i polimerazy ε 3.1.3 rodziny x 3.1.4 polimerazy η, ι rna, i polimerazy κ 3.1.5 końcowym дезоксинуклеотидилтрансфераза transferazy
  • 3.2 polimerazy прокариот
    • 3.2.1 DNA-polimeraza ja 3.2.2 polimeraza DNA II 3.2.3 polimeraza DNA III 3.2.4 DNA polimerazy IV
    • 3.2.,5 polimeraza DNA V
  • 3.3 odwrotna Transkryptaza
• 4 Struktura
  • 4.1 rodzina A
  • 4.2 Rodzina B
  • 4.3 Rodzina X
  • 4.4 Rodzina Y
• 5 Mechanizm
• 6 trójwymiarowe struktury polimerazy DNA

przegląd

polimerazy DNA są enzymami odgrywającymi kluczową rolę w replikacji DNA. Replikacja DNA jest procesem dzielenia istniejącej dwuniciowej cząsteczki DNA na dwie pojedyncze nici DNA, a następnie za pomocą polimerazy DNA do tłumaczenia pojedynczych nici., Proces translacji skutkuje powstaniem komplementarnych nici DNA i skutkuje powstaniem dwóch dwuniciowych cząsteczek DNA, które są dokładnymi replikami oryginalnej cząsteczki DNA. Komplementarne pasma są tworzone w kierunku 5 „-3”. Niektóre polimerazy DNA są również odpowiedzialne za korektę nowo zsyntetyzowanej nici DNA i używanie egzonukleazy do usuwania i zastępowania wszelkich błędów, które wystąpiły. Polimerazy DNA dzielą się na 7 rodzin zgodnie z ich homologią sekwencji i podobieństwami struktury 3D., Rodziny to:

• rodzina a-replikacja i naprawa DNA (polimeraza DNA i, γ)
• Rodzina B – replikacja i naprawa DNA (polimeraza DNA II, α, δ, ε). Zobacz polimerazę DNA w Thermococcus gorgonarius.
• replikacja rodziny C-DNA u prokariotów (polimeraza DNA III)
• replikacja rodziny D – DNA w archaea
• replikacja rodziny X – DNA u eukariotów (polimeraza DNA β, λ, μ)
• replikacja rodziny Y – DNA uszkodzonego DNA (polimeraza DNA IV, V, η, ι, κ)
• replikacja rodziny RT – odwrotna transkryptaza (Patrz odwrotna transkryptaza.,)

funkcja

polimerazy DNA są niezbędnymi enzymami do replikacji DNA. Zanim polimerazy DNA mogą pełnić swoją rolę w replikacji DNA, inne enzymy muszą rozwinąć i podzielić podwójną spiralną strukturę DNA i sygnał do rozpoczęcia replikacji. Po umieszczeniu primazy DNA na szablonowej nici DNA, polimerazy DNA mogą się przyczepić. Enzymy te używają nici wzorcowej DNA do syntezy komplementarnej nici DNA przy użyciu bloków budulcowych DNA zwanych nukleotydami., Kolejność nukleotydów na nici komplementarnej zależy od zasad parowania: cytozyny z guaniną i adeniny z tyminą.

podczas syntezy DNA polimerazy DNA poruszają się wzdłuż nici wzorcowej DNA w kierunku 3″-5″ i dodają nukleotydy do nowej nici DNA w kierunku 5″-3″. Powoduje to wydłużenie nowej nici w kierunku 5″-3″. Należy zauważyć, że kierunek nowo uformowanej nici DNA jest przeciwny do nici wzorcowej DNA. To sprawia, że powstałe dwuniciowe cząsteczki DNA komplementarne i anty-równoległe.,

polimerazy DNA są jednymi z najdokładniejszych enzymów i mają około jednego błędu na każdy miliard kopii. Gdy popełniany jest błąd, wiele z polimeraz DNA ma zdolność do korekty nowo zsyntetyzowanego DNA i korygowania wszelkich błędów popełnionych podczas replikacji. Enzymy sprawdzają się w kierunku 5″-3″. Gdy błąd zostanie znaleziony, niewłaściwy nukleotyd jest wycięty, aby można było wstawić prawidłowy nukleotyd. Proces ten jest często określany jako aktywność egzonukleazy 5 „-3”.,

replikacja Archaea nieznany x replikacja i naprawa Eukaryotes POL β, POL μ i POL λ y replikacja i naprawa eukaryoty i prokaryoty POL IV, POL v, Pol η, POL κ i pol ι RT replikacja i naprawa eukaryoty, wirusy i retrowirusy telomeraza i wirus zapalenia wątroby typu b

polimeraza eukariotyczna

polimeraza γ

polimeraza γ jest uważana za polimerazę z rodziny A., Głównym zadaniem polan jest replikacja i naprawa mitochondrialnego DNA (mtDNA). Pol γ może wykonywać korektę aktywności egzonukleazy 3 „-5”. Mutacje powodujące ograniczone lub niefunkcjonujące Pol γ mają znaczący wpływ na mtDNA i są częstą przyczyną autosomalnych zaburzeń mitochondrialnych.

polimeraza α, polimeraza δ i polimeraza ε

należą do rodziny B, POL α, POL δ i POL ε są głównymi polimerazami biorącymi udział w replikacji DNA. Pol α wiąże się z primazą tworząc kompleks. Primaza tworzy i umieszcza primer RNA, pozwalając Pol α rozpocząć replikację., Pol δ przejmuje następnie syntezę pasma opóźniającego od POL α. Uważa się, że POL ε syntetyzuje wiodącą nić podczas replikacji, podczas gdy POL δ głównie replikuje opóźnioną nić. Zdarzały się jednak przypadki, w których stwierdzono, że Polonez powielał wątek opóźniający i wiodący. Pol δ i ε posiadają również zdolność do aktywności egzonukleazy 3″-5″.

rodzina x

rodzina x składa się z polimeraz takich jak POL β, POL μ i POL λ. Główną funkcją Pol β jest naprawa wycięć na bazie krótkiej łatki, droga naprawcza używana do naprawy zasad alkilowanych lub utlenionych., Pol λ i POL μ są niezbędne do łączenia przerw dwuniciowych DNA z powodu odpowiednio nadtlenku wodoru i promieniowania jonizującego. Po więcej szczegółów patrz polimeraza DNA beta i polimeraza DNA beta (Hebrajski).

polimerazy η, polymerase ι i polymerase κ

polimeraza η, polymerase ι i polymerase κ są polimerazami DNA rodziny y biorącymi udział w naprawie DNA poprzez syntezę translesion. Polimerazy w rodzinie Y są podatne na błędy podczas syntezy DNA. Polimer jest ważny dla dokładnej syntezy translacji uszkodzeń DNA wynikających z promieniowania ultrafioletowego., Funkcja polerowania nie jest do końca poznana, ale uważa się, że działa jako przedłużacz lub inserter określonej zasady przy pewnych zmianach DNA. Wszystkie trzy polimerazy syntezy translesion są aktywowane przez zablokowane replikacyjne polimerazy DNA.

końcowa transferaza deoksynukleotydylowa

TdT katalizuje polimeryzację deoksynukleozydowych trifofanów do grupy 3″-hydroksylowej wstępnie uformowanego łańcucha polinukleotydowego. TdT jest niekierowaną polimerazą DNA i wykryto ją w gruczołach grasicy.,

polimeraza Prokariotyczna

polimeraza DNA i

polimeraza DNA I jest enzymem z rodziny A, którego główną funkcją jest naprawa nici DNA przez egzonukleazę 3″-5″ i 5″-3″. Ta polimeraza pomaga również w dojrzewaniu fragmentów Okazaki. Fragmenty Okazaki to krótkie syntetyzowane nici DNA, które tworzą opóźnioną nić podczas replikacji DNA. Kiedy polimeraza I się replikuje, zaczyna dodawać nukleotydy do RNA i porusza się w kierunku 5″-3″. Ta polimeraza jest również główną polimerazą w E. coli. Zobacz też: polimeraza DNA Taq (hebr., w rodzinie a polimeraza DNA I (1taq).

w rodzinie a polimeraza DNA I (1taq).

polimeraza DNA II

polimeraza DNA II należy do rodziny B. odpowiada za aktywność egzonukleazy 3″-5″ i wznawia replikację po zatrzymaniu procesu syntezy z powodu uszkodzenia nici DNA. Polimeraza II znajduje się w widłach replikacji, aby pomóc w kierowaniu aktywnością innych polimeraz.

polimeraza DNA III

polimeraza DNA III jest głównym enzymem biorącym udział w replikacji DNA., Należy do rodziny C i odpowiada za syntezę nowych nici DNA poprzez dodanie nukleotydów do grupy 3 ” – OH podkładu. Enzym ten ma również aktywność egzonukleazy 3 „-5”, co daje mu możliwość sprawdzenia zsyntetyzowanej nici DNA pod kątem błędów.

Po Więcej szczegółów patrz podjednostka polimerazy III homoenzymu beta i podjednostka Alfa polimerazy DNA Thermus aquaticus III.

polimeraza DNA IV

polimeraza DNA IV bierze udział w niekierowanej mutagenezie. Należący do rodziny Y enzym ten jest aktywowany podczas syntezy w widłach replikacyjnych., po aktywacji polimeraza IV tworzy punkt kontrolny, zatrzymuje replikację i daje czas na prawidłową naprawę zmian w nici DNA. Polimeraza IV bierze również udział w syntezie translacji, mechanizmie naprawy DNA. Jednak enzym nie wykazuje aktywności nukleazy, co czyni go podatnym na błędy w replikacji DNA.

polimeraza DNA V

polimeraza DNA V, w rodzinie Y, jest wysoce regulowana i produkowana tylko wtedy, gdy DNA jest uszkodzone i wymaga syntezy translacji., Polimeraza V, podobnie jak polimeraza IV, nie posiada wszystkich funkcji egzonukleazy i nie jest w stanie skorygować zsyntetyzowanej nici DNA, co powoduje, że jest mniej wydajna.

odwrotna Transkryptaza

najczęściej znaną odwrotną transkryptazą polimerazy DNA jest odwrotna Transkryptaza HIV-1. Powodem jest tak ważne, aby zrozumieć, że jest to cel leków przeciw AIDS. Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat polimeraz rodziny RT, patrz odwrotna transkryptaza.,

struktura

podstawowa struktura wszystkich polimeraz DNA składa się z subdomen zwanych dłonią, palcami i kciukiem i przypomina otwartą prawą dłoń. Palma zawiera katalitycznie niezbędne aminokwasy w swoich aktywnych miejscach. Palce są niezbędne do rozpoznawania i wiązania nukleotydów. Kciuk jest ważny dla wiązania substratu DNA. Pomiędzy domenami palca i kciuka znajduje się kieszeń, która składa się z dwóch regionów; miejsca wstawiania i miejsca postinsertion., Przychodzące nukleotydy wiążą się z miejscem wstawiania, a nowa para zasad rezyduje w miejscu postinsertion. Te subdomeny, wraz z innymi subdomenami specyficznymi dla każdej rodziny, są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania polimerazy DNA. Struktury każdej z tych subdomen są nieco inne dla każdego polimerazy; aby zobaczyć te struktury bardziej szczegółowo, zapoznaj się z linkami na dole strony.,

rodzina a

oprócz podstawowej struktury polimerazy DNA, polimerazy rodziny A mają również egzonukleazę 5″-3″, która jest wymagana do usuwania primerów RNA z fragmentów Okazaki. Nie wszystkie, ale niektóre rodziny a polimerazy również 3″ -5 ” egzonukleazy, która jest odpowiedzialna za korektę DNA.

Rodzina B

oprócz podstawowej struktury polimerazy DNA, polimerazy rodziny B zawierają niezwykle aktywną egzonukleazę 3″-5″, która koryguje błędy w replikacji DNA.,

rodzina X

subdomeny kciuka, dłoni i palców są częścią N-terminala lub fragmentu polimerazy 31-kDA w Polimerazie rodziny X. Palma w tej rodzinie zawiera trzy motywy kwasu asparaginowego. Palce tej rodziny mają helisy M I N, które zawierają reszty aminokwasowe. Terminal N jest podłączony do domeny terminalu aminowego 8kda zawierającej liazę fosforanu deoksyrybozy 5″, która jest wymagana do naprawy wycięć Zasady. Każdy członek zawiera własne różnice strukturalne, które pomagają w jego funkcjonowaniu.,

Rodzina y

n-terminal polimerazy rodziny Y zawiera katalityczny rdzeń palców, dłoni i kciuka. C-terminal, który ma zachowaną trzeciorzędową strukturę cztero-nitkowego arkusza beta wspartego z jednej strony przez dwie helisy Alfa, inaczej określanego jako domena małego palca, przyczynia się do wiązania DNA i jest niezbędny do pełnej aktywności polimerazy. Tej rodzinie brakuje elastyczności w subdomenie palców, co jest nietypowe dla innych rodzin., Pozostałe części rdzenia katalitycznego i domeny małego palca są elastyczne i często przyjmują różne pozycje.

Mechanizm

większość polimeraz DNA ulega mechanizmowi dwu-metalowo-jonowemu. Dwa jony metali w miejscu aktywnym pracują nad stabilizacją pentakoordynowanego stanu przejściowego. Pierwszy jon metalu aktywuje grupy hydroksylowe. Te grupy hydroksylowe następnie atakują grupę fosforanową dNTP. Drugi jon metalu nie tylko stabilizuje ładunek ujemny, ale także buduje się na pozostawiając grupy tlenu i chelatujące fosforany.,

niektóre terminologie Dpo:
zacisk przesuwny DPO jest zbudowany z kompleksu DPO i proliferacyjnego antygenu jądrowego (PCNA), który go otacza.
domena BRCT w Dpo jest domeną C-terminalną białka wrażliwego na raka piersi.
fragment Klenowa jest dużym fragmentem Dpo powstałym po rozszczepieniu Dpo przez subtylizynę.
u E. coli podjednostki EcDpo III β, γ, δ, δ ” noszą nazwę clamp loader. Kompleks ten łączy podjednostkę β z dna.

Zobacz także użytkownika:Karl E., Zahn/RB69 DNA polymerase (gp43)

3D Structures of DNA polymerase

DNA polymerase 3D structures

---