Značilnosti, struktura in funkcije polimeraze

The polimeraze So encimi, katerih funkcija je povezana s postopki podvajanja in transkripcije nukleinskih kislin. Obstajata dve temeljni vrsti teh encimov: DNA polimeraza in RNA polimeraza.

DNK polimeraza je odgovorna za sintezo nove verige DNK med postopkom replikacije in dodajanje novih nukleotidov. So veliki, zapleteni encimi in se razlikujejo v svoji strukturi, odvisno od tega, ali gre za evkariontski organizem ali v prokariotku.

Taq polimeraza: encim, ki se uporablja v PCR.
Vir: Lijealso [javna domena]

Podobno deluje RNA polimeraza med transkripcijo DNK in sintetizira molekulo RNA. Tako kot DNK polimeraza je tudi v evkariotih in prokariotih, njegova struktura in zapletenost pa se razlikujeta glede na skupino.

Z evolucijske perspektive je verodostojno.

[TOC]

Osrednja dogma molekularne biologije

Tako imenovana "dogma" molekularne biologije opisuje nastajanje beljakovin iz genov, šifriranih v DNK, v treh korakih: podvajanje, transkripcija in prevod.

Postopek se začne z razmnoževanjem molekule DNK, kjer se dva izvoda tega ustvarita na polkonzervativen način. Nato se sporočilo DNK prepisuje v molekulo RNA, imenovano Messenger RNA. Končno je glasnik v beljakovine preveden s pomočjo ribosomalnih strojev.

V tem članku bomo raziskali dva ključna encima, vključena v prva dva omenjena procesa.

Omeniti velja, da obstajajo izjeme od osrednje dogme. Številni geni ne prevajajo na beljakovine, v nekaterih primerih pa je pretok informacij iz RNA v DNK (kot v retrovirusu).

DNK polimeraza

Funkcije

DNK polimeraza je encim, zadolžen za natančno razmnoževanje genoma. Encimsko delo mora biti dovolj učinkovito, da lahko zagotovi vzdrževanje genetskih informacij in njegov prenos na naslednje generacije.

Lahko vam služi: zakaj je pomembno skrbeti za biotsko raznovrstnost?

Če upoštevamo velikost genoma, je to dokaj zahtevna naloga. Na primer, če bomo vložili nalogo, da v računalnik prepišemo 100 -stranski dokument, bomo zagotovo imeli napako (ali več, odvisno od naše koncentracije) za vsako stran.

Polimeraza lahko vsako sekundo doda več kot 700 nukleotidov in narobe je le vsakih 10⁹ ali 10¹⁰ Vgrajene -v nukleotidi, izjemno število.

Polimeraza mora imeti mehanizme, ki omogočajo natančno kopiranje informacij o genomu. Zato obstajajo različne polimeraze, ki lahko ponovijo in popravijo DNK.

Značilnosti in struktura

DNK polimeraza v encimu, ki deluje v smeri 5 '-3', in deluje tako, da na končni konec dodaja nukleotide s brezplačno skupino -OH.

Ena od neposrednih posledic te značilnosti je, da je mogoče eno od verig sintetizirati brez nevšečnosti, kaj pa pramen, ki ga je treba sintetizirati v 3'-5 'smislu?

Ta veriga je sintetizirana v tem, kar je znano kot Okazaki fragmenti. Tako se majhni segmenti sintetizirajo v normalni smeri, 5'-3 ', ki jih pozneje združuje encim, imenovan ligaza.

Strukturno ima DNK polimeraze na skupnih dveh aktivnih mestih, ki imajo kovinske ione. V njih najdemo aspartat in druge ostanke aminokislin, ki usklajujejo kovine.

Fantje

Tradicionalno so v prokariotih ugotovljene tri vrste polimeraz, ki se imenujejo z rimskimi številkami: i, ii in iii. V evkariotih je prepoznanih pet encimov, ki se imenujejo s črkami grške abecede, in sicer: α, β, γ, δ in ε.

Najnovejše preiskave so opredelile pet vrst DNK v Escherichia coli, 8 v pranju Saccharomyces cerevisiae in več kot 15 pri človeku. V zelenjavni liniji je bil encim manj preučen. Vendar v vzornem organizmu Thalian Arabidopsis Opisanih je približno 12 encimov.

Vam lahko služi: aseksualna reprodukcija

Prijave

Ena najbolj uporabljenih tehnik v molekularni biološki laboratoriji je verižna reakcija PCR ali polimeraze. Ta postopek izkoristi sposobnost polimerizacije polimerizacije, da se v več zaporedjih poveča molekula DNK, ki jo želimo preučiti.

Z drugimi besedami, na koncu postopka bomo imeli na tisoče kopij naše bele DNK.Uporaba PCR so zelo raznoliki. Uporablja se lahko za znanstvene raziskave, za diagnozo nekaterih bolezni ali celo v ekologiji.

RNA polimeraza

Funkcije

RNA polimeraza je odgovorna za ustvarjanje molekule RNA, ki temelji na plesni DNK. Nastali prepis je kopija, ki se dopolnjuje z segmentom DNK, ki je bil uporabljen kot kalup.

Messenger RNA je zadolžena, da informacije prinese ribosomu, da ustvari beljakovine. Sodelujejo tudi v sintezi drugih vrst RNA.

To ne more delovati sam, potrebujete beljakovine, imenovane transkripcijski faktorji, da lahko uspešno izvajate svoje funkcije.

Značilnosti in struktura

Polimerazne RNA so veliki encimski kompleksi. V evkariontski rodovi so bolj zapleteni kot v prokarioti.

V evkariotih obstajajo tri vrste polimeraz: Pol I, II in III, ki so osrednji stroji za sintezo ribosomalne, messengerja in prenosa RNA. Nasprotno pa v prokariotih vse svoje gene obdelujejo z eno samo vrsto polimeraze.

Razlike med DNK in RNA polimerazo

Čeprav oba encima uporabljata zmerno DNK, se razlikujeta v treh ključnih vidikih. Prvič, DNK polimeraza zahteva a najprej Za začetek podvajanja in priključitve nukleotidov. A najprej ali temeljni premaz je molekula, ki jo tvori nekaj nukleotidov, katerih zaporedje je dopolnjeno z določenim mestom v DNK.

Vam lahko služi: arequipa favna: več reprezentativnih vrst

Primer daje brezplačno -OH za polimerazo, da začne svoj katalitični postopek. V nasprotju s tem lahko polimerazne RNA začnejo svoje delo brez potrebe po a najprej.

Drugič, DNK polimeraza ima več regij združenja do molekule DNK. Polimerazna RNA se lahko pridruži samo genom, ki spodbujajo zaporedja.

Končno je DNK polimeraza encim, ki svoje delo opravlja z visoko zvestobo. RNA polimeraza je dovzetna za več napak, saj vsakih 10 uvaja napačen nukleotid⁴ nukleotidi.

Reference

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Bistvena celična biologija. Garland Science.
2. Cann, i. K., & Ishino in. (1999). Arhaealna replikacija DNK: prepoznavanje kosov za reševanje sestavljanke. Genetika, 152(4), 1249–67.
3. Cooper, g. M., & Hausman, r. In. (2004). Celica: pristopi molekularno. Medicinska Naklada.
4. Garcia-Diaz, m., & Dojenček, k. (2007). Več funkcij DNK polimeraz. Kritični pregledi v znanosti o rastlinah, 26(2), 105-122.
5. Lewin, b. (1975). Genska ekspresija. UMI knjige na zahtevo.
6. Lodish, h., Berk, a., Darnell, J. In., Kaiser, c. Do., Krieger, m., Scott, m. Str.,… & Matsudaira, str. (2008). Biologija molekulskih celic. Macmillan.
7. Pierce, b. Do. (2009). Genetika: konceptualni pristop. Ed. Pan -american Medical.
8. Shcherbakova, str. V., Bebenek, k., & Kunkel, t. Do. (2003). Funkcije evkariontskih polimeraz DNA. Science's Sage Ke, 2003(8), 3.
9. Steitz, t. Do. (1999). DNK polimeraze: strukturna raznolikost in skupni mehanizmi. Časopis za biološko kemijo, 274(25), 17395-17398.
10. Wu, s., Brada, w. Do., Pedersen, l. G., & Wilson, s. H. (2013). Strukturna primerjava arhitekture polimeraze DNA kaže na nukleotidni prehod na aktivno mesto polimeraze. Kemični pregledi, 114(5), 2759–74.