structura generală
Pol i funcționează în principal în repararea ADN-ului deteriorat. Pol i face parte din proteina alfa/beta superfamilie clasa de proteine, care constă din segmente alfa și beta care sunt împrăștiate în orice proteină dată. ADN-ul E. coli Pol i este format din patru domenii cu două activități enzimatice separate. Al patrulea domeniu constă dintr-o exonuclează care corectează produsul ADN Pol i și este capabil să elimine orice greșeli comise de Pol I. celelalte trei domenii lucrează împreună pentru a susține activitatea ADN polimerazei.
E. bacteria coli conține 5 ADN polimeraze diferite: ADN Pol i, ADN Pol II, ADN pol III, ADN pol IV și ADN Pol V. celulele eucariote conțin 5 ADN polimeraze diferite:. ADN polimeraza eucariotă este cel mai similar cu ADN-ul E. coli Pol i, deoarece funcția sa principală este asociată cu repararea ADN-ului, mai degrabă decât cu replicarea. ADN polimeraza de la baza este utilizata in principal in repararea exciziilor si in repararea nucleotidelor – exciziilor. Au fost identificate în total 15 ADN polimeraze umane.
similitudine structurală și funcțională cu alte polimerazeedit
în replicarea ADN-ului catena ADN principală este extinsă continuu în direcția mișcării furcii de replicare, în timp ce catena de întârziere a ADN-ului rulează discontinuu în direcția opusă ca fragmente Okazaki. ADN polimerazele, de asemenea, nu pot iniția lanțuri de ADN, deci trebuie inițiate de ARN scurt sau segmente de ADN cunoscute sub numele de primeri. Pentru ca polimerizarea ADN să aibă loc, trebuie îndeplinite două cerințe. În primul rând, toate polimerazele ADN trebuie să aibă atât un fir de șablon, cât și un fir de grund. Spre deosebire de ARN, ADN polimerazele nu pot sintetiza ADN dintr-o catenă șablon. Sinteza trebuie inițiată de un segment scurt de ARN, cunoscut sub numele de primer ARN, sintetizat de Primază în direcția 5′ până la 3′. Sinteza ADN are loc apoi prin adăugarea unui dNTP la gruparea hidroxil 3 ‘ la sfârșitul catenei ADN preexistente sau a primerului ARN. În al doilea rând, ADN polimerazele pot adăuga nucleotide noi doar la catena preexistentă prin legarea hidrogenului. Deoarece toate polimerazele ADN au o structură similară, toate au un mecanism de polimerază catalizat cu doi ioni metalici. Unul dintre ionii metalici activează gruparea hidroxil 3′ primer, care apoi atacă fosfatul primar 5’ al dNTP. Al doilea ion metalic va stabiliza sarcina negativă a oxigenului care pleacă și, ulterior, chelează cele două grupări fosfat care ies.
structurile cu raze X ale domeniului polimerazei tuturor ADN polimerazelor s-a spus că seamănă cu cea a mâinii drepte a unui om. Toate ADN polimerazele conțin trei domenii. Primul domeniu, cunoscut sub numele de „domeniul degetelor”, interacționează cu dNTP și baza șablonului asociat. „Domeniul degetelor” interacționează, de asemenea, cu șablonul pentru a-l poziționa corect pe site-ul activ. Cunoscut sub numele de” domeniul palmei”, al doilea domeniu catalizează reacția transferului grupării fosforil. În cele din urmă, al treilea domeniu, cunoscut sub numele de „domeniul degetului mare”, interacționează cu ADN-ul dublu catenar. Domeniul exonucleazei conține propriul site catalitic și elimină bazele greșite. Dintre cele șapte familii diferite de ADN polimerază,” domeniul palmei ” este conservat în cinci dintre aceste familii. „Domeniul degetului” și „domeniul degetului mare” nu sunt consistente în fiecare familie datorită diferitelor elemente de structură secundară din secvențe diferite.
FunctionEdit
Pol i posedă patru activități enzimatice:
- a 5’3′ (înainte) activitate ADN polimerază dependentă de ADN, necesitând un situs primer de 3′ și o catenă șablon
- a 3’5′ (invers) activitate exonuclează care mediază corectura
- a 5’3′ (înainte) activitate exonuclează care mediază traducerea nick-ului în timpul reparării ADN-ului.
- o activitate ADN polimerază dependentă de ARN 5′ 3 ‘ (înainte). Pol i funcționează pe șabloane ARN cu o eficiență considerabil mai mică (0,1–0,4%) decât șabloanele ADN, iar această activitate are probabil o semnificație biologică limitată.
pentru a determina dacă Pol I a fost utilizat în principal pentru replicarea ADN-ului sau pentru repararea deteriorării ADN-ului, a fost efectuat un experiment cu o tulpină mutantă Pol i deficitară de E. coli. Tulpina mutantă care nu avea Pol I a fost izolată și tratată cu un mutagen. Tulpina mutantă a dezvoltat colonii bacteriene care au continuat să crească normal și care, de asemenea, nu aveau Pol I. Acest lucru a confirmat că Pol I nu era necesar pentru replicarea ADN-ului. Cu toate acestea, tulpina mutantă a prezentat, de asemenea, caracteristici care implicau o sensibilitate extremă la anumiți factori care au deteriorat ADN-ul, cum ar fi lumina UV. Astfel, acest lucru a reafirmat că Pol I era mai probabil să fie implicat în repararea daunelor ADN, mai degrabă decât în replicarea ADN-ului.