Eine DNA polymerase ist ein Enzym (die Nachsilbe wird-ase verwendet, um Enzyme zu identifizieren), der hilft, im polymerization von deoxyribonucleotides in ein DNA-Ufer zu katalysieren. DNA polymerases ist für ihre Feed-Back-Rolle in der DNA-Erwiderung am besten bekannt, in der der polymerase ein intaktes DNA-Ufer als a "liest" und es verwendet, um das neue Ufer zu synthetisieren. Dieser Prozess kopiert ein Stück der DNA. Kürzlich polymerized Molekül ist zum Schablone-Ufer ergänzend und zum ursprünglichen Partnerufer der Schablone identisch. DNA polymerases verwendet Magnesium-Ionen als cofactors. Menschliche DNA polymerases ist 900-1000 Aminosäuren lange.

Funktion

DNA polymerase kann freien nucleotides zu nur dem 3' Ende des sich kürzlich formenden Ufers hinzufügen. Das läuft auf Verlängerung des neuen Ufers in 5 '-3' Richtung hinaus. Keine bekannte DNA polymerase ist im Stande, eine neue Kette (de novo) zu beginnen. DNA polymerase kann einen nucleotide auf nur ein Vorherexistieren 3 '-OH Gruppe hinzufügen, und braucht deshalb eine Zündvorrichtung, an der es den ersten nucleotide hinzufügen kann. Zündvorrichtungen bestehen aus der RNS und/oder den DNA-Basen. In der DNA-Erwiderung sind die ersten zwei Basen immer RNS, und werden durch genannten primase eines anderen Enzyms synthetisiert. Ein als ein helicase bekanntes Enzym ist erforderlich, DNA von einer Struktur des doppelten Ufers bis eine Struktur des einzelnen Ufers abzuwickeln, um Erwiderung jedes mit dem halbkonservativen Modell der DNA-Erwiderung im Einklang stehenden Ufers zu erleichtern.

Fehlerkorrektur ist ein Eigentum von einigen, aber nicht allen, DNA polymerases. Dieser Prozess korrigiert Fehler in der kürzlich synthetisierten DNA. Wenn ein falsches Grundpaar anerkannt wird, kehrt DNA polymerase seine Richtung durch ein Grundpaar der DNA um. 3 '-5' exonuclease Tätigkeit des Enzyms erlaubt dem falschen Grundpaar, herausgeschnitten zu werden (diese Tätigkeit ist als das Korrekturlesen bekannt). Folgende Grundausschneidung, der polymerase kann die richtige Basis wieder einsetzen, und Erwiderung kann weitergehen.

Verschiedene DNA polymerases wird in molekularen Biologie-Experimenten umfassend verwendet.

Schwankung über Arten

DNA polymerases hat Struktur hoch erhalten, was bedeutet, dass sich ihre gesamten katalytischen Subeinheiten auf einem Ganzen sehr wenig von Arten bis Arten ändern. Erhaltene Strukturen zeigen gewöhnlich wichtige, unersetzliche Funktionen der Zelle an, deren Wartung Entwicklungsvorteile zur Verfügung stellt.

Einige Viren verschlüsseln auch spezielle DNA polymerases, wie Leberentzündung B Virus-DNA polymerase. Diese können Viren-DNA durch eine Vielfalt von Mechanismen auswählend wiederholen. Retroviruses verschlüsseln eine ungewöhnliche DNA polymerase genannt Rückseite transcriptase, der eine von der RNS abhängige DNA polymerase (RdDp) ist. Es polymerizes DNA von einer Schablone der RNS.

DNA polymerase Familien

Gestützt auf der Folge-Homologie kann DNA polymerases weiter in sieben verschiedene Familien unterteilt werden: A, B, C, D, X, Y, und RT.

Familie A

Polymerases enthalten sowohl replicative als auch reparieren polymerases. Mitglieder von Replicative von dieser Familie schließen die umfassend studierte T7 DNA polymerase, sowie den eukaryotic mitochondrial DNA Polymerase γ ein. Unter der Reparatur sind polymerases DNA von Escherichia coli pol I, Thermus aquaticus pol I, und Bazillus stearothermophilus pol I. Diese reparieren polymerases werden an der Ausschneidungsreparatur und Verarbeitung von während der langsam vergehenden Ufer-Synthese erzeugten Bruchstücken von Okazaki beteiligt.

Familie B

B Familie werden polymerases an der DNA-Reparatur und Erwiderung beteiligt. Diese schließen ein; Pol II (bakteriell), Pol B (archaebacterial), und Pol α, δ, und ε (eukaryotic). Pol ζ wird eine andere B Familie polymerase, aus zwei Subeinheiten Rev3 und Rev7 gemacht und wird an der translesion Synthese beteiligt. Pol ζ ist darin einzigartig er kann Zündvorrichtungen mit Endfehlanpassungen erweitern.

Familie C

Polymerases sind die primären replicative chromosomalen Bakterienenzyme. DNA ist die Alpha-Subeinheit von Polymerase III von E. coli die katalytische Subeinheit und besitzt nicht bekannte nuclease Tätigkeit. Eine getrennte Subeinheit, die Epsilon-Subeinheit, besitzt 3 '-5' exonuclease Tätigkeit, die verwendet ist, um während der chromosomalen Erwiderung zu editieren. Neue Forschung hat Familie C polymerases als eine Unterkategorie der Familie X klassifiziert.

Familie D

Polymerases werden noch immer nicht sehr gut charakterisiert. Alle bekannten Beispiele werden im Subgebiet von Euryarchaeota von Archaea gefunden und werden gedacht, replicative polymerases zu sein.

Familie X

Enthält den wohl bekannten eukaryotic polymerase pol β, sowie anderen eukaryotic polymerases wie pol σ, pol λ, pol μ, und Terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT). Pol β ist für die Grundausschneidungsreparatur des kurzen Flecks, ein DNA-Reparatur-Pfad erforderlich, der notwendig ist, um alkylated oder oxidierte Basen sowie abasic Seiten zu reparieren. Pol λ und Pol μ werden am nichthomologen Endverbinden, einem Mechanismus beteiligt, um sich an DNA-Brechungen des doppelten Ufers wieder anzuschließen. TdT wird nur im lymphoid Gewebe ausgedrückt, und trägt "n nucleotides" zu Brechungen des doppelten Ufers bei, die während V (D) J Wiederkombination gebildet sind, um immunologische Ungleichheit zu fördern. Hefe-Saccharomyces cerevisiae hat nur einen Pol X polymerase, Pol IV, der am nichthomologen Endverbinden beteiligt wird.

Familie Y

Y unterscheiden sich Polymerases von anderen, indem sie eine niedrige Treue auf unbeschädigten Schablonen und in ihrer Fähigkeit haben, durch die beschädigte DNA, bekannt als translesion Synthese (TLS) zu wiederholen. Mitglieder dieser Familie werden folglich translesion Synthese polymerases genannt. Abhängig von der Verletzung TLS kann polymerases den Schaden auf eine fehlerfreie oder fehlbare Mode umgehen, die Letzteren, die hinauslaufen, haben mutagenesis erhoben. Patienten der Variante von Xeroderma pigmentosum (XPV) haben zum Beispiel Veränderungen im Gen, das Pol η (eta) verschlüsselt, der für UV-Verletzungen fehlerfrei ist. In XPV Patienten, wie man denkt, werden alternative fehlbare polymerases, z.B, Pol ζ (zeta) (polymerase ist ζ eine B Familie polymerase ein Komplex der katalytischen Subeinheit REV3L mit Rev7, der mit Rev1 verkehrt), an Fehlern beteiligt, die auf die Krebs-Geneigtheit dieser Patienten hinauslaufen. Andere Mitglieder in Menschen sind Pol ι (Jota), Pol κ (kappa) und Rev1 (Terminal deoxycytidyl transferase). In E. coli sind zwei TLS polymerases, Pol IV (DINB) und Pol V (UmuD'C), bekannt.

Familie RT

Einige Viren verschlüsseln auch spezielle DNA polymerases, wie Leberentzündung B Virus-DNA polymerase. Diese können Viren-DNA durch eine Vielfalt von Mechanismen auswählend wiederholen. Retroviruses verschlüsseln eine ungewöhnliche DNA polymerase genannt Rückseite transcriptase, der eine von der RNS abhängige DNA polymerase (RdDp) ist. Es polymerizes DNA von einer Schablone der RNS.

Die Rückseite transcriptase Familie enthält Beispiele sowohl von retroviruses als auch von eukaryotic polymerases. Die eukaryotic polymerases werden gewöhnlich auf telomerases eingeschränkt. Diese polymerases verwenden eine RNS-Schablone, um das DNA-Ufer zu synthetisieren.

Prokaryotic DNA polymerases

Bakterien haben 5 bekannte DNA polymerases.

Eukaryotic DNA polymerases

Eukaryotes haben mindestens 15 DNA Polymerases.

Siehe auch

• Kettenreaktion von Polymerase
• RNS polymerase

Links

• Ungewöhnlicher Reparatur-Mechanismus in der DNA polymerase Lambda, Ohio Staatliche Universität, am 25. Juli 2006.
• Ein großer Zeichentrickfilm der DNA Polymerase von WEHI an 1:45 Minuten in