Algemene structuurdit
Pol I werkt voornamelijk bij het herstellen van beschadigd DNA. Pol I maakt deel uit van de alpha/beta protein superfamily protein class, die bestaat uit alfa en beta segmenten die verspreid zijn over een bepaald eiwit. E. coli DNA Pol I bestaat uit vier domeinen met twee afzonderlijke enzymatische activiteiten. Het vierde domein bestaat uit een exonuclease die het product van DNA Pol I proofreads en is in staat om eventuele fouten begaan door Pol i te verwijderen.de andere drie domeinen werken samen om DNA-polymerase activiteit te ondersteunen.
E. coli-bacteriën bevatten 5 verschillende DNA-polymerasen: DNA Pol I, DNA Pol II, DNA Pol III, DNA Pol IV en DNA Pol V. eukaryotische cellen bevatten 5 verschillende DNA-polymerasen: α, β, γ, δ en ε. Eukaryotic de polymerase β van DNA is het meest gelijkaardig aan E. coli DNA Pol i omdat zijn belangrijkste functie met de reparatie van DNA, eerder dan replicatie wordt geassocieerd. De polymerase β van DNA wordt hoofdzakelijk gebruikt in basisuitsnijding-reparatie en de reparatie van de nucleotide-uitsnijding. Een totaal van 15 menselijke polymerasen van DNA zijn geà dentificeerd.
Structurele en functionele gelijkenis met andere polymerasesEdit
In de DNA-replicatie, de toonaangevende DNA-streng wordt voortdurend uitgebreid in de richting van de replicatie vork beweging, overwegende dat de DNA achterblijvende strand loopt discontinuously in de tegenovergestelde richting als Okazaki fragmenten. De polymerases van DNA kunnen ook DNA-kettingen in werking stellen zodat moeten zij door korte die segmenten van RNA of DNA worden in werking gesteld als inleidingen worden bekend. Om de polymerisatie van DNA te laten plaatsvinden, moet aan twee vereisten worden voldaan. Allereerst moeten alle polymerases van DNA zowel een malplaatjebundel als een inleidingsbundel hebben. In tegenstelling tot RNA, kan de polymerase van DNA DNA van een malplaatje bundel niet samenstellen. De synthese moet worden geïnitieerd door een kort RNA-segment, bekend als RNA-primer, gesynthetiseerd door Primase in de 5′ tot 3′ – richting. De synthese van DNA komt dan door de toevoeging van dNTP aan de 3′ hydroxylgroep aan het eind van de reeds bestaande bundel van DNA of de inleiding van RNA voor. Ten tweede, kunnen de polymerases van DNA nieuwe nucleotiden aan de reeds bestaande bundel slechts door waterstofbindingen toevoegen. Aangezien alle polymerases van DNA een gelijkaardige structuur hebben, delen zij allen een twee-metaal ion-gekatalyseerd polymerasemechanisme. Een van de metaalionen activeert de primer 3 ‘hydroxylgroep, die dan het primaire 5’ fosfaat van de dNTP aanvalt. Het tweede metaalion stabiliseert de negatieve lading van de verlatende zuurstof en cheleert vervolgens de twee uitgaande fosfaatgroepen.
De Röntgenstructuren van het polymerasedomein van alle DNA-polymerasen lijken op die van de rechterhand van een mens. Alle polymerasen van DNA bevatten drie domeinen. Het eerste domein, dat bekend staat als het “fingers domain”, werkt samen met de dntp en de gepaarde template base. Het “fingers domein” werkt ook samen met de sjabloon om het correct te positioneren op de actieve site. Bekend als het “palmdomein”, katalyseert het tweede domein de reactie van de overdracht van de fosforylgroep. Ten slotte staat het derde domein, dat bekend staat als het “duimdomein”, in wisselwerking met dubbel vastgelopen DNA. Het exonuclease domein bevat zijn eigen katalytische plaats en verwijdert mispaired basissen. Onder de zeven verschillende polymerasefamilies van DNA, wordt het “palmdomein” behouden in vijf van deze families. De ” finger domain “en” thumb domain ” zijn niet consistent in elke familie als gevolg van verschillende secundaire structuurelementen uit verschillende sequenties.
Funedit
Pol I bezit vier enzymatische activiteiten:
- A 5’→3 ‘(voorwaartse) DNA-afhankelijke DNA-polymerase activiteit, waarvoor een 3 ‘primer site en een template streng
- A 3 ‘→5 ‘(omgekeerde) exonuclease activiteit nodig is die proeflezing
- bemiddelt een 5’→3′ (voorwaartse) exonuclease activiteit die nick translatie bemiddelt tijdens DNA reparatie.
- A 5’→3 ‘ (forward) RNA-afhankelijke DNA-polymerase activiteit. Pol I werkt op RNA-sjablonen met een aanzienlijk lagere efficiëntie (0,1-0,4%) dan DNA-sjablonen, en deze activiteit is waarschijnlijk slechts van beperkte biologische betekenis.
om te bepalen of Pol I voornamelijk werd gebruikt voor DNA-replicatie of voor het herstellen van DNA-schade, werd een experiment uitgevoerd met een deficiënte Pol I-mutantstam van E. coli. De gemuteerde stam zonder Pol I werd geïsoleerd en behandeld met een mutageen. De mutant stam ontwikkelde bacteriële kolonies die normaal bleven groeien en die ook Pol I. ontbeerden Dit bevestigde dat Pol I niet nodig was voor DNA-replicatie. Nochtans, vertoonde de mutantstam ook kenmerken die extreme gevoeligheid aan bepaalde factoren impliceerden die DNA, zoals UV-licht beschadigde. Aldus, bevestigde dit dat Pol I waarschijnlijker bij het herstellen van de schade van DNA eerder dan de replicatie van DNA zou worden betrokken.