ogólna strukturaedytuj
Pol i działa głównie w naprawie uszkodzonego DNA. Pol i jest częścią klasy białek nadrodziny alfa / beta, która składa się z segmentów alfa i beta, które są rozproszone w dowolnym białku. DNA E. coli Pol i składa się z czterech domen z dwoma odrębnymi aktywnościami enzymatycznymi. Czwarta domena składa się z egzonukleazy, która weryfikuje produkt DNA Pol I i jest w stanie usunąć wszelkie błędy popełnione przez Pol I. pozostałe trzy domeny współpracują ze sobą w celu utrzymania aktywności polimerazy DNA.
E. bakterie coli zawierają 5 różnych polimeraz DNA: DNA Pol i, DNA Pol II, DNA Pol III, DNA Pol IV i DNA POL V. komórki eukariotyczne zawierają 5 różnych polimeraz DNA: α, β, γ, δ i ε. Eukariotyczna polimeraza DNA β jest najbardziej podobna do E. coli DNA Pol I, ponieważ jej główna funkcja jest związana z naprawą DNA, a nie replikacją. Polimeraza DNA β jest stosowana głównie w naprawie wycięć zasadowych i naprawie wycięć nukleotydowych. Łącznie zidentyfikowano 15 ludzkich polimeraz DNA.
podobieństwo strukturalne i funkcjonalne do innych polimerazyedytuj
w replikacji DNA wiodąca nić DNA jest stale rozszerzana w kierunku ruchu widełek replikacyjnych, podczas gdy nić opóźniająca dna biegnie nieciągle w przeciwnym kierunku jak fragmenty Okazaki. Polimerazy DNA również nie mogą inicjować łańcuchów DNA, więc muszą być inicjowane przez krótkie RNA lub segmenty DNA znane jako startery. Aby polimeryzacja DNA miała miejsce, muszą być spełnione dwa wymagania. Po pierwsze, wszystkie polimerazy DNA muszą mieć zarówno nić szablonową, jak i nić starterową. W przeciwieństwie do RNA, polimerazy DNA nie mogą syntetyzować DNA z nici szablonu. Synteza musi być inicjowana przez krótki segment RNA, znany jako starter RNA, syntetyzowany przez Prymazę w kierunku 5′ do 3′. Synteza DNA następuje następnie przez dodanie dNTP do grupy hydroksylowej 3 ’ na końcu wcześniej istniejącej nici DNA lub startera RNA. Po drugie, polimerazy DNA mogą tylko dodawać nowe nukleotydy do wcześniej istniejącej nici poprzez wiązanie wodorowe. Ponieważ wszystkie polimerazy DNA mają podobną strukturę, wszystkie mają wspólny mechanizm polimerazy katalizowany jonami dwóch metali. Jeden z jonów metali aktywuje Starter 3 'grupy hydroksylowej, która następnie atakuje pierwotny fosforan 5′ dNTP. Drugi jon metalu stabilizuje ładunek ujemny opuszczającego tlenu, a następnie chelatuje dwie wychodzące grupy fosforanowe.
struktury rentgenowskie domeny polimerazy wszystkich polimeraz DNA zostały powiedziane, że przypominają ludzką prawą rękę. Wszystkie polimerazy DNA zawierają trzy domeny. Pierwsza domena, znana jako” fingers domain”, współdziała z dNTP i sparowaną bazą szablonów. „Domena palców” również współdziała z szablonem, aby prawidłowo ustawić go w aktywnej witrynie. Znana jako” domena palm”, druga domena katalizuje reakcję przeniesienia grupy fosforylowej. Wreszcie trzecia domena, znana jako” domena kciuka”, współdziała z dwuniciowym DNA. Domena egzonukleazy zawiera swoje własne miejsce katalityczne i usuwa błędne Zasady. Wśród siedmiu różnych rodzin polimerazy DNA,” domena palm ” jest zachowana w pięciu z tych rodzin. „Domena palca” i „domena kciuka” nie są spójne w każdej rodzinie ze względu na różne elementy struktury drugorzędowej z różnych sekwencji.
FunctionEdit
Pol i posiada cztery aktywności enzymatyczne:
- a 5’→3′ (do przodu) zależna od dna aktywność polimerazy DNA, wymagająca miejsca startowego 3′ i nici szablonu
- a 3’→5′ (do tyłu) aktywność egzonukleazy pośredniczącej w korekcie
- a 5’→3′ (do przodu) aktywność egzonukleazy pośredniczącej w translacji Nicka podczas naprawy DNA.
- a 5’→3′ (do przodu) zależna od RNA aktywność polimerazy DNA. Pol i operuje na szablonach RNA o znacznie niższej wydajności (0,1-0,4%) niż szablony DNA, a aktywność ta ma prawdopodobnie tylko ograniczone znaczenie biologiczne.
w celu ustalenia, czy Pol I był używany głównie do replikacji DNA, czy do naprawy uszkodzeń DNA, przeprowadzono eksperyment z niedoborem zmutowanego szczepu E. coli Pol I. Zmutowany szczep, który nie miał Pol I został wyizolowany i potraktowany mutagenem. Zmutowany szczep rozwinął kolonie bakterii, które nadal rosły normalnie i które również nie posiadały Pol I. to potwierdziło, że Pol I nie było wymagane do replikacji DNA. Jednak zmutowany szczep wykazywał również cechy, które wiązały się z ekstremalną wrażliwością na pewne czynniki, które uszkodziły DNA, takie jak światło UV. W ten sposób potwierdzono, że Pol I był bardziej skłonny do naprawiania uszkodzeń DNA niż replikacji DNA.