DNA-polymeraasi on erityinen entsyymiklaadi, joka osallistuu elävien organismien DNA-replikaatioon. Geneettinen informaatio siirretään sukupolvelta seuraavalle sukupolvelle tämän entsyymin läsnäolon vuoksi. Eukaryooteissa ja prokaryooteissa on erilaisia DNA-polymeraasientsyymimuotoja. DNA-polymeraasi 1, 2 ja 3 löytyvät vain prokaryoottisista organismeista, ja niillä on erilaiset roolit DNA-replikaatiossa. Avainero DNA-polymeraasin 1 2 ja 3 välillä riippuu pääasiassa kunkin entsyymin päätoiminnasta. DNA-polymeraasi 3 on pääentsyymi, joka katalysoi DNA-synteesiä, kun taas DNA-polymeraasi 1 ja 2 osallistuvat DNA: n korjaamiseen ja oikolukuun.
SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on DNA-polymeraasi
3. Mikä on DNA-polymeraasi 1
4. Mikä on DNA-polymeraasi 2
5. Mikä on DNA-polymeraasi 3
6. Vertailu rinnakkain - DNA-polymeraasi 1 vs 2 vs 3
7. Yhteenveto
DNA: n päällekkäisyys on välttämätöntä geneettisen tiedon siirtämiseksi vanhemmille jälkeläisille. Tätä helpottaa erityinen entsyymi, nimeltään DNA-polymeraasi. DNA-polymeraasi voidaan määritellä kaikkialla läsnä olevaksi entsyymiksi, joka katalysoi elävien solujen olemassa olevan DNA: n komplementaarisen DNA: n synteesiä. Se löydettiin ensimmäisen kerran vuonna 2006 E coli DNA: n replikaatiota ja ylläpitoa säätelevät pääasiassa solun DNA-polymeraasit. DNA-polymeraasien löytäminen auttoi monia molekyylibiologian tekniikoita. Se on entsyymi, jota tarvitaan syntetisoimaan uusia DNA-juosteita, jotka ovat samanlaisia kuin organismien alkuperäinen DNA, nukleotideistä monien molekyylibiologisten tekniikoiden, mukaan lukien PCR, geenikloonaus, geenisekvensointi, sairauden diagnoosi, geeniterapia, polymorfismin analyysi jne. Aikana..
DNA-polymeraaseja esiintyy useissa muodoissa, jotka eroavat muodosta ja koosta. Ne kuuluvat useisiin perheisiin: A, B, C, D, X, Y ja RT. Prokaryoottiset DNA-polymeraasit jaotellaan viiteen eri luokkaan: DNA-polymeraasi 1, DNA-polymeraasi 2, DNA-polymeraasi 3, DNA-polymeraasi 4 ja DNA-polymeraasi 5. Eukaryoottisilla organismeilla on noin viisitoista erilaista DNA-polymeraasia, nimittäin polymeraasi β, λ, σ, μ, α , δ, ε, η, ι, κ, Rev1, ζ, γ, θ ja ν.
Kuvio 01: DNA-polymeraasi
Kun syntetisoidaan uutta DNA: ta DNA-polymeraasilla, se alkaa 3'-päästä ja ohjaa synteesin kohti 5'-päätä lisäämällä nukleotidejä kerrallaan, komplementaarina templaatti-DNA: lle. DNA-polymeraasi tarvitsee jo olemassa olevan 3 'OH-ryhmän ketjusynteesin aloittamiseksi, ja sitä helpottaa pieni DNA- tai RNA-fragmentti, jota kutsutaan alukkeeksi. DNA-polymeraasi lukee templaatti-DNA: n ja siirtyy 3'-päästä 5'-päähän, jolloin muodostuu uusi 5'-3'-DNA-juoste.
DNA-polymeraasi 1 (Pol 1) on entsyymi, jota löytyy prokaryooteista ja jotka auttavat bakteerien DNA: n replikaatiossa. Se on ensimmäisen tyyppinen DNA-polymeraasi, jonka Arthur Kornberg löysi vuonna 1956. Tätä entsyymiä on läsnä kaikissa prokaryoottisissa organismeissa. Pol1: tä koodaa geeni polA ja koostuu 928 aminohaposta. Sillä on 5 '- 3' eksonukleaasiaktiivisuus; siten se on suosittu DNA: ta korjaavana entsyyminä kuin DNA: ta replikoiva entsyymi. Sillä on myös kyky katalysoida useita polymerointeja ennen templaatti-DNA: n vapauttamista ja Okazaki-fragmenttien yhdistämistä toisiinsa täyttämällä uusi DNA ja poistamalla RNA-alukkeet.
Pol 1 eristetty E Coli käytettiin laajasti molekyylisovelluksissa. Kun Taq-polymeraasi löydettiin, se kuitenkin korvasi E Coli Pol 1: n PCR-tekniikassa. Taq-polymeraasi on eräänlainen lämpöstabiili DNA-polymeraasi, joka kuuluu Pol 1: een.
Kuvio 02: DNA-polymeraasi 1
DNA-polymeraasi 2 (Pol 2) on prokaryoottinen entsyymi, joka katalysoi DNA-replikaatiota. Se kuuluu polymeraasi B -perheeseen ja sitä koodaa gen polB. Se löydettiin ensin E Coli kirjoittanut Thomas Kornberg vuonna 1970. Pol 2 on globaali proteiini, joka koostuu 783 aminohaposta. Sillä on sekä 3 '- 5' eksonukleaasiaktiivisuutta ja 5 '- 3' polymeraasiaktiivisuutta. Se on vuorovaikutuksessa DNA-polymeraasi-3-entsyymien kanssa DNA-replikaation uskollisuuden ja prosessiviteetin ylläpitämiseksi. Pol 2: lla on myös kyky tarkistaa vasta syntetisoitu DNA tarkkuuden vuoksi.
Kuvio 03: DNA-polymeraasi 2
DNA-polymeraasi 3 (Pol 3) on pääentsyymi, joka katalysoi DNA: n replikaatiota prokaryooteissa. Se kuuluu perhe C-polymeraasiin ja sitä koodaa geeni polC. Thomas Kornberg löysi sen vuonna 1970. Pol 3 on replikaatiohaarukan komponentti ja voi lisätä 1000 nukleotidiä sekunnissa vasta polymeroivaan DNA-juosteeseen.
Pol3 on holoentsyymi, joka koostuu kymmenestä erillisestä proteiinista ja jolla on kolme toiminnallista molekyyliä, nimittäin a, ε ja θ. Kolme funktionaalista Pol3-molekyyliä on erikseen vastuussa entsyymin kolmesta vaikutuksesta. A-alayksikkö hallitsee DNA: n polymerointia, kun taas ε hallinnoi pol3-entsyymin eksonukleaasinkestävää aktiivisuutta. Θ-alayksikkö auttaa ε-alayksikköä oikolukuissa.
Kuvio 04: DNA-polymeraasi 3 -yksiköt
DNA-polymeraasi 1 vs 2 vs 3 | |
Polymeraasi 1 | Polymeraasi 1 koostuu 928 aminohaposta. |
Polymeraasi 2 | Polymeraasi 2 koostuu 783 aminohaposta. |
Polymeraasi 3 | Polymeraasi 3 on holoentsyymi, joka koostuu kymmenestä proteiinista, jotka on järjestetty kolmeen funktionaaliseen alayksikköön. |
Perhe | |
Polymeraasi 1 | Polymeraasi 1 kuuluu polymeraasiperheeseen A. |
Polymeraasi 2 | Polymeraasi 2 kuuluu polymeraasiperheeseen B. |
Polymeraasi 3 | Polymeraasi 3 kuuluu polymeraasiperheeseen C. |
Päätoiminto | |
Polymeraasi 1 | Tämä vastaa DNA: n korjaamisesta ja RNA-alukkeiden poistamisesta. |
Polymeraasi 2 | Tämä vastaa äskettäin muodostuneen DNA: n oikolukusta, uskollisuudesta ja prosessoitavuudesta |
Polymeraasi 3 | Tämä on vastuussa DNA-polymeroinnista |
DNA-polymeraasi on tärkeä entsyymiluokka, jota löytyy kaikista elävistä organismeista. DNA-polymeraasin päätehtävä on DNA-replikaatio. Se pystyy koota nukleotidejä ja syntetisoimaan uuden komplementaarisen DNA: n olemassa olevaan DNA: han. Tämä entsyymi esiintyy eri muodoissa, jotka vaihtelevat muodon ja koon mukaan. DNA-polymeraasi 1, 2 ja 3 ovat prokaryoottisia DNA-polymeraaseja, jotka osallistuvat DNA-replikaatioon. Pol 1 katalysoi DNA-vaurioiden korjaamista. Pol 2 katalysoi DNA-replikaation uskollisuutta ja prosessitiivisyyttä. Pol3 katalysoi 5 '- 3' DNA-polymerointia.
Viite:
1. Lehman, I. R. “DNA-polymeraasin löytäminen”. Journal of Biological Chemistry. N., 12. syyskuuta 2003. Web. 6. maaliskuuta 2017
2.Gardner, Andrew F. ja Zvi Kelman. "DNA-polymeraasit biotekniikassa." Rajoja. Rajat, 13. marraskuuta 2014. Web. 6. maaliskuuta 2017
3. Garcia-Diaz, Miguel ja Katarzyna Bebenek. "DNA-polymeraasien useita toimintoja." Kriittiset arvostelut kasvitieteissä. Yhdysvaltain lääketieteellinen kirjasto, maaliskuu 2007. Web. 6. maaliskuuta 2017
Kuvan kohteliaisuus:
1. ”DNA-polymeraasi” Di Yikrazuul - Opera propria (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta
2. ”PolymeraseDomains” (tuntematon) ”Kuukauden molekyyli”, maaliskuu 2000 - Proteiinitietopankki (Public Domain) Commons Wikimedian kautta
3. “Pol2-rakenne (perustuu 35km)” - kirjoittanut Sbandeka - Oma työ (CC BY-SA 4.0) Commons Wikimedian kautta
4. ”DNA-polymeraasi III (alayksiköillä)”, kirjoittanut Alepopoli - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta