Általános struktúraszerkesztés
Pol I elsősorban a sérült DNS javításában működik. A Pol i az alfa / béta fehérje szupercsalád fehérjeosztályának része, amely alfa-és béta-szegmensekből áll, amelyek szétszóródnak az adott proteinben. Az E. coli DNS Pol I négy doménből áll, két különböző enzimatikus tevékenységgel. A negyedik domén egy exonukleázból áll, amely igazolja a DNS Pol I termékét, és képes eltávolítani a Pol I által elkövetett hibákat.a másik három domén együtt működik a DNS polimeráz aktivitásának fenntartása érdekében.
E. a coli baktériumok 5 különböző DNS polimerázt tartalmaznak: a DNS Pol i, a DNS Pol II, a DNS Pol III, a DNS Pol IV és a DNS Pol V. eukarióta sejtek 5 különböző DNS polimerázt tartalmaznak: α, β, γ, δ és ε. Az eukarióta DNS-polimeráz β leginkább az E. coli DNS Pol I-hez hasonlít, mivel fő funkciója a DNS-javításhoz kapcsolódik, nem pedig a replikációhoz. A β DNS-polimerázt elsősorban a báziskivágás – javítás és a nukleotid-kimetszés-javítás során alkalmazzák. Összesen 15 emberi DNS-polimerázt azonosítottak.
szerkezeti és funkcionális hasonlóság más polimerázokkalszerkesztés
DNS replikációban, a vezető DNS-szál folyamatosan meghosszabbodik a replikációs villa mozgásának irányában, míg a DNS-lemaradó szál folytonosan az ellenkező irányba fut, mint az Okazaki fragmensek. A DNS-polimerázok szintén nem kezdeményezhetnek DNS-láncokat, ezért azokat rövid RNS-vagy DNS-szegmensekkel kell kezdeményezni, amelyeket primereknek neveznek. Annak érdekében, hogy a DNS-polimerizáció megtörténjen, két követelménynek kell teljesülnie. Először is, az összes DNS-polimeráznak mind a sablon szálnak, mind az alapozó szálnak kell lennie. Az RNS-től eltérően a DNS-polimerázok nem képesek szintetizálni a DNS-t egy sablonszálból. A szintézist egy rövid RNS-szegmenssel kell elindítani, az úgynevezett RNS-alapozóval, amelyet Primáz szintetizál 5′ – 3 ‘ irányban. A DNS-szintézis ezután egy dNTP hozzáadásával történik a 3 ‘ hidroxilcsoporthoz a már létező DNS-szál vagy RNS-primer végén. Másodszor, a DNS-polimerázok csak hidrogénkötés révén adhatnak új nukleotidokat a meglévő szálhoz. Mivel az összes DNS-polimeráz hasonló szerkezetű, mindegyiknek kétfémes ion-katalizált polimeráz mechanizmusa van. Az egyik fémion aktiválja a primer 3 ‘hidroxilcsoportot, amely ezután megtámadja a dNTP elsődleges 5’ foszfátját. A második fémion stabilizálja a kilépő oxigén negatív töltését, majd kelátot képez a két kilépő foszfátcsoporttal.
az összes DNS-polimeráz polimeráz doménjének röntgenszerkezeteiről azt mondták, hogy hasonlítanak az ember jobb kezéhez. Minden DNS-polimeráz három domént tartalmaz. Az első tartomány, amely az úgynevezett “fingers domain”, kölcsönhatásba lép a dntp, valamint a párosított sablon bázis. Az “ujjak tartománya” szintén kölcsönhatásba lép a sablonnal, hogy helyesen helyezze el az aktív helyre. A “palm domain” néven ismert, a második domain katalizálja a foszforilcsoport átvitelének reakcióját. Végül a harmadik domain, amelyet “hüvelykujj-tartománynak” neveznek, kölcsönhatásba lép a kettős szálú DNS-vel. Az exonukleáz domén tartalmazza saját katalitikus helyét, és eltávolítja a hibás bázisokat. A hét különböző DNS-polimeráz család közül a” palm domain ” öt ilyen családban megmarad. A” finger domain “és a” thumb domain ” nem konzisztens minden családban a különböző szekvenciákból származó másodlagos szerkezeti elemek miatt.
FunctionEdit
Pol I négy enzimatikus tevékenységgel rendelkezik:
- a 5 ‘→3 ‘(előre) DNS-függő DNS-polimeráz aktivitás, amely 3’ primer helyet és
- a 3’→5′ (fordított) exonukleáz aktivitást igényel, amely közvetíti a
- a 5’→3′ (előre) exonukleáz aktivitást, amely a nick fordítást közvetíti a DNS-javítás során.
- a 5 ‘→3 ‘ (előre) RNS-függő DNS-polimeráz aktivitás. A Pol i RNS-sablonokon működik, lényegesen kisebb hatékonysággal (0,1-0,4%), mint a DNS-sablonok, és ez a tevékenység valószínűleg csak korlátozott biológiai jelentőséggel bír.
annak meghatározása érdekében, hogy a Pol I-t elsősorban DNS-replikációra vagy DNS-károsodás javítására használták-e, kísérletet végeztek az E. coli hiányos Pol I mutáns törzsével. A Pol i-t nem tartalmazó mutáns törzset izolálták és mutagénnel kezelték. A mutáns törzs alakult ki a baktérium kolóniák, hogy folyamatosan nő általában meg is hiányzott Pol I. E megerősítette, hogy a Pol-én nem volt szükség a DNS-replikáció. A mutáns törzs azonban olyan jellemzőket is megjelenített, amelyek szélsőséges érzékenységet mutattak bizonyos olyan tényezőkkel szemben, amelyek károsították a DNS-t, mint például az UV fény. Így ez megerősítette, hogy a Pol I nagyobb valószínűséggel vesz részt a DNS-károsodás javításában, nem pedig a DNS-replikációban.