Polimeraza DNA

Polimeraza DNA - enzym uczestniczący w procesie syntezy DNA, którego funkcja polega na polimeryzacji deoksyrybonukleotydów i wytwarzaniu wiązania fosfodiestrowego między nimi.

Polimerazy DNA bakteryjne

Polimeraza DNA I

Enzym monomeryczny, masa ok. 109 kDa, wynaleziony przez Artura Kornberga. Posiada trzy aktywności enzymatyczne, co jest nietypowe dla monomeru:

polimerazowa
egzonukleazowa 3'->5' weryfikuje poprawność wbudowanych nukleotydów i jeśli trzeba wycina je
egzonukleazowa 5'->3' - jak rybonukleaza wycina fragmenty starterowe RNA i syntetyzuje w to miejsce DNA. Wycina także dimery pirydynowe.

Jednorazowo polimeraza DNA I sytetyzuje do 20 wiązań fosfodiestrowych. Syntezuje ok. 10 wiązań na sekundę tj. ok 100 razy wolniej od polimerazy DNA III. Występuje w ilości ok. 400 na jedną komórkę.

Polimeraza DNA II

Enzym monomeryczny, masa ok. 90 kDa, posiadający dwie aktywności:

polimerazowa
egzonukleazowa 3'—>5'

Polimeraza ta nie uczestniczy w procesie replikacji DNA, jej funkcja polega na naprawianiu uszkodzeń DNA.

Polimeraza DNA III

Enzym heteromultimeryczny, masa ok. 900 kDa, będący głównym inicjatorem replikacji DNA. Syntetyzuje z prędkością ok. 1000 wiązań na sekundę główną masę nowopowstałej, komplementarnej do matrycowej nici DNA.

W odróżnieniu od polimerazy DNA I działa w sposób ciągły, to znaczy oddysocjowuje od matrycy dopiero po zakończeniu replikacji. Łączy się tylko z jednoniciowym DNA, do którego przyłączony jest starter, ponieważ wymaga obecności wolnej grupy 3'-OH. Aktywności enzymatyczne:

polimerazowa
egonukleazowa 3'->5'

Występuje w ilości 10-20 na jedną komórkę.

Polimerazy DNA eukariota

Polimerazy DNA zależne od DNA

Polimerazy obecne w jądrze komórki

=Polimeraza DNA α

= Enzym zwany inaczej wysokocząsteczkową polimerazą jest najważniejszą polimerazą eukariotyczną. Wchodzi w skład kompleksu enzymatycznego wraz z polimerazami: δ i ε. Z polimerazą δ odpowiada za syntezę głównej masy DNA. Syntetyzuje nić opóźnioną i jest przyrównywana do bakteryjnej polimerazy DNA III. Jest główną z polimeraz aktywnych w trakcie fazy S cyklu komórkowego.

=Polimeraza DNA β

= Enzym zajmujący się (wraz z polimerazą ε) naprawą uszkodzeń DNA. W związku z tym jej aktywność przejawia się, jeśli wystąpi konieczność naprawy uszkodzeń tj. głównie poza fazą S cyklu komórkowego kiedy to jest najaktywniejszą z polimeraz. Bywa przyrównywana per analogiam do bakteryjnej polimerazy DNA II.

Usuwa dimery tymidynowe leżące na tej samej nici, które jak wiadomo uniemożliwiają replikację.

Patologia - uwarunkowana genetycznie obniżona aktywność tego enzymu występuje w przypadku skóry pergaminowej. U osób dotkniętych schorzeniem dimery tymidynowe powstające w skórze pod wpływem promieniowania UV nie są usuwane. W efekcie dochodzi do wieloogniskowych nowotworów skóry w miejscach, które sa narażone na działanie słońca. Osoby te umierają stosunkowo młodo.

=Polimeraza DNA δ

= Enzym działający wspólnie z polimerazami DNA: α i ε zajmujący się syntezą nici prowadzącej.

=Polimeraza DNA ε

= Enzym działający wraz z polimerazami DNA: α i δ, zajmujący się podobnie jak polimeraza DNA δ syntezą nici prowadzącej. W odróżnieniu do polimerazy DNA δ ma aktywność egzonukleazową, dzięki której może naprawiać błędy powstałe w trakcie replikacji.

Polimerazy obecne w mitochondrium

=Polimeraza DNA γ

= Enzym zajmujący się syntezą mitochondrialnego, pozajądrowego materiału genetycznego. Jego działanie, jak i replikacja DNA mitochondrialnego jest odmienny od działania pozostałych polimeraz DNA. Jest aktywna cały czas, ponieważ synteza mitochondrialnego DNA zachodzi stale.

Polimerazy DNA zależne od RNA

Odwrotna transkryptaza

Jest wytwarzana co prawda tylko przez RNA-wirusy, ale aktywność przejawia tylko w organizmie gospodarza.

Telomeraza

Polimerazy DNA niezależne od matrycy

Terminalna deoksyrybonukleotydylotransferaza

TDT-aza. Produkowana przez limfoblasty objęte nowotworem szczególnie w ostrej białaczce limfoblastycznej. Wbudowuje nukleotydy do nowotworzonej nici DNA na chybił trafił. Jej aktywność pozwala monitorować białaczkę: w prawidłowych komórkach nie występuje.

Enzymy | Biologia molekularna

Gourt Home::Gourt :: Polimeraza DNA