Erinevus lehekülje "DNA polümeraasid" redaktsioonide vahel

resümee puudub
(Uus lehekülg: 'pisi|480x480px|DNA polümeraas '''DNA polümeraasid''' on molekulaarbioloogias ensüümid, mis sünteesivad D...')
 
[[FailPilt:DNA polümeraas1.jpg|pisi|480x480px|DNA polümeraas]]
'''DNA polümeraasid''' on [[Molekulaarbioloogia|molekulaarbioloogias]] [[Ensüüm|ensüümid]], mis sünteesivad [[Desoksüribonukleotiidid|desoksüribonukleotiididest]] DNA molekule. Need ensüümid on DNA [[Replikatsioon|replikatsiooniks]] hädavajalikud ja töötavad tavaliselt paaris, et moodustada ühest esialgsest DNA molekulist kaks identset DNA ahelat. Selle protsessi käigus loeb DNA polümeraas olemasolevaid [[DNA]] ahelaid, et moodustada kaks uut ahelat, mis sobituvad esialgsega.<ref>Bollum, F.J. (1960). "Calf thymus polymerase". J. Biol. Chem. 235: 2399–2403. [http://www.jbc.org/content/235/8/2399.full.pdf JBC 235/8/2399]</ref><ref>Falaschi, A.; Kornberg, A. (1966). "Biochemical studies of bacterial sporulation. II. Deoxy-ribonucleic acid polymerase in spores of Bacillus subtilis". J. Biol. Chem. 241 (7): 1478–1482. [http://www.jbc.org/content/241/7/1478.short JBC 241/7/1478]</ref><ref>Lehman, I.R.; Bessman, M.J.; Simms, E.S.; Kornberg, A. (1958). "Enzymatic synthesis of deoxyribonucleic acid. I. Preparation of substrates and partial purification of an enzyme from Escherichia coli". J. Biol. Chem. 233 (1): 163–170. [http://www.jbc.org/content/280/49/e46.full.pdf JBC 280/49/e46]</ref><ref>Zimmerman, B.K. (1966). "Purification and properties of deoxyribonucleic acid polymerase from Micrococcus lysodeikticus". J. Biol. Chem. 241 (9): 2035–2041. [http://www.jbc.org/content/241/9/2035.short JBC 241/9/2035]</ref>
DNA polümeraas liidab [[Nukleotiidid|nukleotiide]] DNA 3’ otsa ühe nukleotiidi kaupa.
DNA polümeraasi peamiseks funktsiooniks on sünteesida desoksüribonukleotiididest DNA. Sünteesitavasse DNA ahelasse lülituvad [[Nukleotiidid|nukleotiidid]], mille lämmastikalused on [[Komplementaarsusprintsiip (geneetika)|komplementaarsed]] matriitsahela nukleotiidide [[Lämmastikalused|lämmastikalustega]]. Paardumine toimub alati kindla korra järgi, kus [[Tsütosiin|tsütosiin]] paardub [[Guaniin|guaniiniga]] ja t[[Tümiin|ümiin]] [[Adeniin|adeniiniga]].
 
Uue DNA molekuli sünteesimisel lisab DNA polümeraas vabu nukleotiide ainult valmiva ahela 3’ otsa. Selle tulemusena pikeneb uus ahel 5’-3’ suunal. DNA polümeraas ei suuda ise uut ahelat ''de novo'' sünteesida, ta suudab lisada nukleotiide ainult olemasoleva 3'-OH grupi külge ning seega vajab töö alustamiseks [[Praimer|praimerit]], millele saab lisada esimese nukleotiidi. DNA replikatsioonil on kaks esimest alust alati RNA alused, misja sünteesitakseneed ensüümisünteesib primaasiensüüm pooltprimaas. [[Helikaasid|Helikaasi]] ja [[topoisomeraas II]] on vaja DNA lahti keeramiseks üheahelaliseks DNA-ks hõlbustamaks semikonservatiivset DNA replikatsiooni.
 
DNA polümeraas liigub moodustuval ahelal vastupidiselt matriitsahelal liikumise suunaga. Juhtival ahelal liigub DNA polümeraas 3’-5’ suunal ja mahajääv ahel moodustatakse 5’-3’ suunal. See erinevus võimaldab saada kaheahelalise DNA molekuli, mille kaks ahelat on omavahel antiparalleelsed.
DNA polümeraas teeb umbes ühe vea iga miljardi aluspaari kohta. Osad DNA polümeraasid suudavad neid vigu parandada, kuid mitte kõik. Selle protsessi käigus parandatakse viga juurdesünteesitud DNA ahelas. Vale aluspaari äratundmise puhul liigub DNA polümeraas ühe aluspaari võrra DNA-l tagasi. Ensüümi 3’-5’ [[eksonukleaasne aktiivsus]] lubab vale aluspaari välja lõigata – seda tuntakse ka ''proofreading'''u nime all. Peale seda sisestab polümeraas õige aluspaari ja replikatsioon jätkub. Sellega tagatakse, et info esialgselt DNA ahelalt jõuab samal kujul tütarrakkudesse.
 
DNA replikatsioonis on täpsus väga oluline. Lämmastikaluste valepaardumised võivad aluse anda mittefunktsionaalsetele valkudele, mis omakorda võivad viia [[vähk (haigus)|vähi]] tekkeni. Mitmed DNA polümeraasid omavad eksonukleaaset domääni, mis tuvastab valestipaardumised ning asendab vale nukleotiidi õigega.<ref>Garrett, Grisham (2013). Biochemistry. Mary Finch.</ref>
 
== Struktuur ==
Teadaolevatel DNA polümeraasidel on kõrgelt konserveerunud struktuur, mis tähendab, et nende katalüüsivad subühikud varieeruvad liikide vahel väga vähe. Konserveerunud struktuurid viitavad tavaliselt tähtsatele ja asendamatutueleasendamatutele rakufunktsioonidele, mis tagavad evolutsioonilised eelised. Polümeraasi kuju sarnaneb paremale käele, koosnedes pöidla, sõrme ja peopesa domeenidest. Peopesa domeen on aktiivtsenter, mille funktsiooniks on katalüüsida fosfaatrühma ülekannet. DNA on seotud peopesa domeeniga, kui ensüüm on aktiivne. Seda reaktsiooni katalüüsivad kahevalentsed metalliioonid. Sõrme domeeni funktsiooniks on siduda nukleosiidtrifosfaadid esialgse lämmastikaluse külge. Pöidla domeen mängib rolllirolli protsessiivsusel, translokatsioonil ja DNA positsioneerimises.<ref>Steitz TA; common mechanisms (June 1999). "DNA polymerases: structural diversity". J. Biol. Chem. 274 (25): 17395–8. [http://www.jbc.org/content/274/25/17395 JBC 274/25/17395]</ref>
 
== Liikidevaheline varieeruvus ==
Arvestades [[Järjestus|järjestuste]] [[Homoloogia|homoloogiat]], saab DNA polümeraasid jaotada seitsmesse perekonda: A, B, C, D, X, Y ja RT.
 
Osad viirused kodeerivad DNA polümeraase, nagu [[B -hepatiit|B-hepatiidi]] viiruse DNA polümeraas. See võib valikuliselt erinevate mehhanismidega replitseerida viiruse DNA-d. [[Retroviirused]] kodeerivad ebatavalist DNA polümeraasi, mida nimetatakse pöördtranskriptaasiks[[pöördtranskriptaas]]iks. See on RNA-st sõltuv DNA polümeraas (RdDp) ning polümeriseerib RNA ahelalt DNA.
{| class="wikitable"
|-
 
=== Pol I ===
Prokarüootide A polümeraaside hulka kuulub DNA polümeraas I (Pol I) ensüüm, mida kodeerib ''polA'' geen ja mis on prokarüootide seas üldlevinud. See parandusomdustegaparandusomadustega polümeraas osaleb parandamisel nii 3’-5’ kui ka 5’-3’ suunal eksonukleasse aktiivsusega ja [[Okazaki fragment|Okazaki fragmentide]] protsessimisel maha jääva ahela sünteesil.<ref>Maga G, Hubscher U, Spadari S, Villani G (2010). DNA Polymerases: Discovery, Characterization Functions in Cellular DNA Transactions. World Scientific Publishing Company. ISBN 981-4299-16-2.</ref> Pol I on kõige kõrgema aktiivsusega, võttes näiteks bakteris ''[[E. coli]]'' enda alla >95% polümerassest aktiivsusest. Rakud, millel puudub Pol I, suudavad Pol I aktiivsuse asendada mõne teisega nelja polümeraasi seast. Pol I lisab umbes 15-20 nukleotiidi sekundis, mis näitab üsna madalat protsessiivust. Pol I alustab nukleotiidide lisamist seega RNA [[Praimer|praimerist]] – replikatsiooni alguspunktist, mida nimetatakse ori piirkonnaks. Sellest umbes 400 aluspaari eespool assembleeritakse holoensüüm Pol III, mis võtab replikatsiooni suure protsessiva kiirusega üle.<ref>Camps, Manel; Loeb, Lawrence A. (28 October 2014). "When Pol I Goes into High Gear: Processive DNA Synthesis by Pol I in the Cell". Cell Cycle. 3 (2): 114–116. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14712068 NCBI 14712068]</ref>
 
=== Pol II ===
DNA polümeraas II on B polümeraas, mida kodeerib geen polB, mida tuntakse ka DinA nime all. Pol II on ensüüsmensüüm, millel on 3’-5’ eksonukleaasne aktiivsus ja mis osaleb DNA reparatsioonis. Arvatakse, et Pol II toetab Pol III, interakteerudes holoensüümi valkudega ja võtab suure osa protsessiivsusest enda peale. Pol II peamiseks funktsiooniks on võime suunata polümeraasi aktiivsust replikatsioonikahvlis ja aidata seiskunud Pol III üle valestipaardumistest.<ref name="Banach-Orlowska, Magdalena; Fijalkowska, Iwona J.; Schaaper, Roel M.; Jonczyk, Piotr (5 September 2005)">Banach-Orlowska, Magdalena; Fijalkowska, Iwona J.; Schaaper, Roel M.; Jonczyk, Piotr (5 September 2005). "DNA polymerase II as a fidelity factor in chromosomal DNA synthesis in Escherichia coli". Molecular Microbiology. 58 (1): 61–70. PMID 16164549"</ref>
 
=== Pol III ===
DNA polümeraas III holoensüüm on peamine ensüüm, mis osaleb [[E.coli|''E. coli'''-s]] DNA replikatsioonil ja kuulub C polümeraaside alla. See koosneb kolmest osast: Pol III südamik, beeta libisemisklamber ja klambri laadimise kompleks. Südamik koosneb kolmest osast: alfa – polümeraasse aktiivsusega südamik, epsilon – eksonukleaasne proofreader ja delta, mis võib käituda epsiloni jaoks stabilisaatorina. Holoensüüm koosneb kahest südamikust – üks juhtiva ja teine mahajääva ahela jaoks.<ref name="Banach-Orlowska, Magdalena; Fijalkowska, Iwona J.; Schaaper, Roel M.; Jonczyk, Piotr (5 September 2005)" />.
 
=== Pol IV ===
DNA polümeraas IV teeb ''E. coli'''-s palju vigu ja on seotud mittespetsiiflise [[Mutagenees|mutageneesigamutagenees]]iga.<ref>Goodman MF (2002). "Error-prone repair DNA polymerases in prokaryotes eukaryotes". Annu. Rev. Biochem. 71: 17–50. PMID 12045089</ref> Pol IV kuulub Y polümeraaside alla, mida ekspresseerib dinB geen. See lülitakse sisse SOS-induktsioonis, mida põhjustab replikatsioonikahvlis seisma jäänud polümeraas. Selle protsessi käigus suureneb polümeraas IV tootmine kümme korda. Lisaks on üheks funktsiooniks segada Pol III ensüümi protsessiivsust. See loob kontrollpunkti, peatades replikatsiooni ja võimaldades parandada DNA kahjustused.<ref>Mori T (2012). "Escherichia coli DinB inhibits replication fork progression without significantly inducing the SOS response". Genes Genet Syst. 87 (2): 75–87. PMID 22820381. doi:10.1266/ggs.87.75</ref> Rakkudel, millel puudub dinB geen, esineb DNA-d kahjustavate ainete tõttu rohkem mutatsioone.<ref>Jarosz DF (2007). "Proficient accurate bypass of persistent DNA lesions by DinB DNA polymerases.". Cell Cycle. 6 (7): 817–22. PMID 17377496. doi:10.4161/cc.6.7.4065</ref>
 
=== Pol V ===
 
== Viited ==
{{Viited}}
 
[[Kategooria:DNA]]
[[Kategooria:Ensüümid]]