ADN polimerase I

structureEdit geral

Pol i funciona principalmente na reparação do ADN danificado. Pol I é parte da classe de proteínas alfa/beta da superfamília protein, que consiste em segmentos alfa e beta que são espalhados por qualquer proteína. O ADN de E. coli Pol I consiste em quatro domínios com duas actividades enzimáticas distintas. O quarto domínio consiste em uma exonuclease que proofreda o produto do DNA Pol I e é capaz de remover quaisquer erros cometidos por Pol I. os outros três domínios trabalham juntos para sustentar a atividade da DNA polimerase.

E. as bactérias coli contêm 5 diferentes polimerases do ADN: ADN Pol i, ADN Pol II, ADN Pol III, ADN Pol IV e ADN Pol V. as células eucarióticas contêm 5 diferentes polimerases do ADN: α, β, γ, δ e ε. A ADN polimerase β eucariótica é mais semelhante à E. coli DNA Pol i porque a sua principal função está associada à reparação do ADN, em vez de replicação. A ADN polimerase β é principalmente utilizada na reparação de excisão-base e reparação de excisão-nucleótido. Foram identificadas 15 polimerases do ADN humano.

Estrutural e funcional semelhança com outras polymerasesEdit

Compartilhada primase-ligação peptídica em bactérias PolD e eucarióticas Pola

Na replicação do DNA, a principal cadeia de DNA é continuamente estendido na direção da forquilha de replicação movimento, considerando que o DNA lagging strand é executado descontinuamente na direção oposta como fragmentos de Okazaki. As ADN polimerases também não podem iniciar cadeias de ADN, pelo que devem ser iniciadas por RNA curto ou por segmentos de ADN conhecidos como primers. Para que a polimerização do DNA possa ocorrer, duas exigências devem ser cumpridas. Em primeiro lugar, todas as polimerases de ADN devem ter uma cadeia template e uma cadeia primer. Ao contrário do RNA, as polimerases de ADN não podem sintetizar ADN a partir de uma cadeia template. A síntese deve ser iniciada por um segmento curto de RNA, conhecido como iniciador de RNA, sintetizado pela Primase na direção 5′ a 3′. A síntese de DNA ocorre então pela adição de um dNTP ao grupo 3′ hidroxilo no final da cadeia de DNA pré-existente ou iniciador de RNA. Em segundo lugar, as ADN polimerases só podem adicionar novos nucleótidos à cadeia pré-existente através da ligação ao hidrogénio. Como todas as polimerases de ADN têm uma estrutura semelhante, todas partilham um mecanismo de polimerase catalisada por iões de dois metais. Um dos íons metálicos activa o grupo hidroxilo primer 3′, que ataca o fosfato 5 ‘ primário do dNTP. O segundo íon metálico estabilizará a carga negativa do oxigênio, e subsequentemente quelata os dois grupos de fosfato que saem.as estruturas de raio-X do domínio da polimerase de todas as polimerases do ADN assemelham-se às da mão direita de um ser humano. Todas as polimerases de ADN contêm três domínios. O primeiro domínio, que é conhecido como o “domínio dedos”, interage com o dNTP e a base de modelo emparelhado. O “domínio dedos” também interage com o modelo para posicioná-lo corretamente no site ativo. Conhecido como” domínio palm”, o segundo domínio catalisa a reação da transferência do grupo fosforilo. Finalmente, o terceiro domínio, que é conhecido como o “domínio polegar”, interage com DNA de cadeia dupla. O domínio da exonuclease contém o seu próprio sítio catalítico e remove bases emparelhadas. Entre as sete diferentes famílias de DNA polimerase, o” domínio da palma ” é conservado em cinco dessas famílias. O “domínio dedo” e o “domínio polegar” não são consistentes em cada família devido a diferentes elementos de estrutura secundária de diferentes sequências.

FunctionEdit

Pol I possui quatro actividades enzimáticas:

1. 5’→3′ (para a frente) DNA-DNA polimerase dependente de atividade, exigindo um 3′ primer e de um modelo de vertente
2. 3’→5′ (inversa) exonuclease atividade que medeia a revisão
3. 5’→3′ (para a frente) exonuclease actividade de mediação de nick tradução durante o reparo de DNA.
4. a 5’→3′ (forward) ARN-dependente actividade da ADN polimerase. Pol I opera em modelos de RNA com eficiência consideravelmente menor (0, 1–0, 4%) do que em modelos de DNA, e esta atividade é provavelmente de pouca significância biológica.

A fim de determinar se o Pol I foi utilizado principalmente para replicação do ADN ou para reparação de danos ao ADN, foi realizado um ensaio com uma estirpe deficiente de E. coli mutante Pol I. A estirpe mutante que não tinha Pol I foi isolada e tratada com um mutagénico. A estirpe mutante desenvolveu colónias bacterianas que continuaram a crescer normalmente e que também não tinham Pol I. isto confirmou que o Pol I não era necessário para a replicação do ADN. No entanto, a estirpe mutante também apresentou características que envolveram extrema sensibilidade a certos factores que danificaram o ADN, como a luz UV. Assim, isto reafirmou que Pol I era mais propenso a estar envolvido na reparação de danos de DNA em vez de replicação de DNA.