DNK polimeraza

Korak 2 replikacije DNK: Ustvarjanje nove verige z DNK polimerazo. Vir: Christinelmiller, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Kaj je DNK polimeraza?

The DNK polimeraza Gre za encim, ki je odgovoren za kataliziranje polimerizacije novega pramena DNK med razmnoževanjem te molekule. Njegova glavna funkcija je združevanje. Sodeluje tudi pri popravilu DNK.

Ta encim omogoča pravilno ujemanje med DNK baze verige plesni in novim, ki sledi shemi A, je očiten s t, G s C.

Postopek podvajanja DNK mora biti učinkovit in ga je treba hitro izvajati, zato DNK polimeraza deluje tako, da dodaja približno 700 nukleotidov na sekundo in naredi samo eno napako vsakih 10⁹ ali 10¹⁰ vključeni nukleotidi.

Obstajajo različne vrste DNK polimeraze. Ti se razlikujejo tako v evkariotih kot v prokarioti in vsak ima posebno vlogo pri podvajanju in popravilu DNK.

Fantje

Prokarioti

Prokariotski organizmi (organizmi brez pravega jedra, ki ga omejuje membrana) imajo tri glavne polimeraze, ki so običajno skrajšane kot Pol I, II in III.

DNK polimeraza I sodeluje pri razmnoževanju in popravilu DNK in ima eksonukleazno aktivnost v obe smeri. Šteje se, da je vloga tega encima pri podvajanju sekundarna.

II sodeluje pri popravilu DNK in njegove eksonukleaze je v smislu 3'-5 '. III sodeluje pri razmnoževanju in pregledu DNK, in kot tudi prejšnji encim, ki predstavlja eksonukleazno aktivnost v smislu 3'-5 '.

Eucarotas

Evkarioti (organizmi z resničnim jedrom, ki ga omejuje membrana) imajo pet polimeraznih DNK, imenovano s črkami grške abecede: α, β, γ, δ in ε.

Vam lahko služi: beta oksidacija maščobnih kislin: koraki, reakcije, produkti, regulacija

Γ polimeraza se nahaja v mitohondrijih in je odgovorna za razmnoževanje genetskega materiala v tej celični organeli. V nasprotju s tem so ostali štirje v jedru celic in so vključeni v razmnoževanje jedrske DNK.

Variante α, δ in ε so najbolj aktivne v procesu delitve celic, kar kaže na to, da je njihova glavna funkcija povezana s proizvodnjo kopij DNK.

DNK polimeraza β medtem predstavlja vrhove aktivnosti v celicah, ki se ne razdelijo, zato se domneva, da je njegova glavna funkcija povezana s popravilom DNK.

Različnim poskusom je uspelo preveriti hipotezo, ki se večinoma povezuje s polimerazami α, δ in ε z replikacijo DNK. Tipi γ, δ in ε predstavljajo eksonukleazno aktivnost 3'-5 '.

Archaeas

Nove metode zaporedja je uspelo prepoznati ogromno različnih družin DNK polimeraze. V lokih je bila identificirana družina encimov, imenovana družina D, ki so edinstveni za to skupino organizmov.

Funkcije

Podvajanje DNK

Podvajanje DNK zahteva vrsto encimov, ki katalizirajo postopek. Med temi beljakovinskimi molekulami izstopa DNK polimeraza.

Vse znane DNK polimeraze imajo dve bistveni lastnosti, povezani s postopkom podvajanja.

• Prvič, vse polimeraze sintetizirajo pramen DNK v smeri 5'-3 'in dodali DNT v hidroksilno skupino rastoče verige.
• Drugič, DNK polimeraze ne more začeti sintetizirati nove verige ničesar. Potrebujejo dodaten element, znan kot First ali Priming, ki je molekula, ki jo tvori nekaj nukleotidov, ki jih podeljuje brezplačna hidroksilna skupina, kjer se lahko polimeraza zasidra in začne svojo aktivnost. To je ena temeljnih razlik med DNK in RNA polimerazami, saj lahko slednja začne sintezo verige od Nove.

Popravilo DNK

DNK je nenehno izpostavljena dejavnikom, tako endogenim kot eksogenim, kar lahko poškoduje. Te škode lahko blokirajo razmnoževanje in se nabirajo, tako da vplivajo na izražanje genov in ustvarjajo težave v različnih celičnih procesih.

Vam lahko postreže: čokoladni agar

Poleg svoje funkcije v postopku podvajanja DNK je polimeraza tudi ključna sestavina mehanizmov za popravilo DNK. V celičnem ciklu lahko delujejo tudi kot senzorji, ki preprečujejo vhod v fazo delitve, če je DNK poškodovana.

Struktura

Trenutno je bilo po zaslugi študij kristalografije mogoče razjasniti strukture različnih polimeraz. Na podlagi njihovega primarnega zaporedja se polimeraze združijo v družine: A, B, C, X in Y.

Nekateri vidiki so skupni za vse polimeraze, zlasti tiste, povezane s katalitičnimi središči encima.

Sem spadata dve ključni aktivni mesti, ki imata kovinske ione, z dvema aspartatnima ostankama in spremenljivimi ostanki, bodisi aspartat ali glutamat, ki koordinira kovine. Obstaja še ena serija naloženih odpadkov, ki obdajajo katalitični center in so ohranjeni v različnih polimerazah.

V prokariotih je DNA polimeraza I 103 kD polipeptid, II je 88 kD polipeptid, III pa je sestavljen iz desetih podenot.

V evkariotih so encimi večji in bolj zapleteni: α tvori pet enot, β in γ za podenoto, δ za dve podenoti in ε do 5 do 5.

Prijave

Prc

Verižna reakcija polimeraze (PRC) je metoda, ki se uporablja v vseh molekularnih bioloških laboratorijih, zahvaljujoč svoji uporabnosti in preprostosti. Cilj te metode je množično okrepitev molekule DNK, ki vas zanima.

Da bi to dosegli, biologi uporabljajo polimerazno DNK, ki ga toplota ne poškoduje (visoka temperatura je za ta postopek nepogrešljiva) za ojačanje molekule. Rezultat tega procesa je veliko število molekul DNK, ki jih je mogoče uporabiti z različnimi nameni.

Lahko vam služi: Alfa Amilasa: Značilnosti, struktura, funkcije

Eden najbolj izjemnih kliničnih dobičkov tehnike je njegova uporaba pri medicinski diagnozi. PRC se lahko uporablja za preverjanje prisotnosti patogenih bakterij in virusov pri bolnikih, kot v primeru koronavirusa.

Protitumorski antibiotiki in zdravila

Veliko število zdravil cilja.

V nekaterih od teh je bela inhibicija aktivnosti DNK polimeraze. Na primer, kemoterapevtsko zdravilo Citarabina, imenovano tudi citozin arabinozid, onemogoči DNA polimerazo.

Reference

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a.D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. Bistvena celična biologija. Garland Science.
2. Cann, i. K., & Ishino in. Arhaealna replikacija DNK: prepoznavanje kosov za reševanje sestavljanke. Genetika.
3. Cooper, g. M., & Hausman, r. In. Celica: pristopi molekularno. Medicinska Naklada.