DNA polimerase

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Na biologia molecular, as polimerases de DNA são enzimas que sintetizam moléculas de DNA de desoxirribonucleótidos, os blocos de construção do DNA. Essas enzimas são essenciais para a replicação do DNA e geralmente trabalham em pares para criar duas cadeias de DNA idênticas a partir de uma única molécula de DNA original. Durante este processo, a polimerase de DNA "lê" as vertentes de DNA existentes para criar duas novas vertentes que combinam as existentes.

Estas enzimas catalisam a seguinte reação química

Desoxinucleósido trifosfato + DNAn ⇌ difosfato + DNAn + 1 Catalise a extensãADN polimerase II, uma polimerase B familiar, é um produto do gene polB também conhecido como DinA. Pol II possui atividade de exonuclease 3'-5 'e participa no reparo do DNA, reinicia a replicação para contornar lesões e sua presença celular pode pular de ~ 30-50 cópias por célula para ~ 200-300 durante a indução de SOS. Pol II também é pensado para ser um backup para Pol III, pois pode interagir com proteínas de holoenzima e assumir um alto nível de processividade. Considera-se que o papel principal de Pol II é a capacidade de direcionar a atividade da polimerase no garfo de replicação e ajudou a desaceleração do terminal de derivação Pol III paralisado.o direcionada por modelo de DNA da extremidade 3 'de uma cadeia de DNA por um nucleótido de cada vez.

Cada vez que uma célula se divide, são necessárias polimerases de DNA para ajudar a duplicar o DNA da célula, de modo que uma cópia da molécula de DNA original possa ser passada para cada célula filha. Desta forma, a informação genética é transmitida de geração em geração.

Antes que a replicação possa ocorrer, uma enzima chamada helicase desenrola a molécula de DNA da sua forma bem tecida. Isso abre ou "descompacta" o DNA de cadeia dupla para dar dois fios simples de DNA que podem ser usados ​​como modelos para replicação.[1]



DNA Polimerase I[editar | editar código-fonte]

As polimerases da família procariótica incluem a enzima DNA polimerase I (Pol I), que é codificada pelo gene polA e ubíqua entre procariotas. Esta polimerase de reparação está envolvida no reparo da excisão com a actividade de exonuclease 3'-5 'e 5'-3' e o processamento de fragmentos de Okazaki gerados durante a síntese da cadeia retardada. Pol I é a polimerase mais abundante, representando> 95% da atividade da polimerase em E. coli; Ainda que as células que não têm Pol, foram encontradas sugerindo que a atividade de Pol I pode ser substituída pelas outras quatro polimerases.


DNA Polimerase II[editar | editar código-fonte]

DNA polimerase II, uma polimerase da família B, é um produto do gene polB também conhecido como DinA. Pol II possui atividade de exonuclease 3'-5 'e participa no reparo do DNA, reinicia a replicação para contornar lesões e sua presença celular pode pular de ~ 30-50 cópias por célula para ~ 200-300 durante a indução de SOS. Pol II também é pensado para ser um backup para Pol III, pois pode interagir com proteínas de holoenzima e assumir um alto nível de processividade. Considera-se que o papel principal de Pol II é a capacidade de direcionar a atividade da polimerase no garfo de replicação e ajudou a desaceleração do terminal de derivação Pol III paralisado.

DNA Polimerase III[editar | editar código-fonte]

A enzima enzimática DNA polymerase III é a enzima primária envolvida na replicação de DNA em E. coli e pertence a polimerases da família C. Consiste em três montagens: o núcleo pol III, o fator de processividade do grampo deslizante beta e o complexo de carregamento do grampo. O núcleo consiste em três subunidades: α, o hub de atividade da polimerase, ɛ, leitor de teste exonucleolítico e θ, o que pode atuar como estabilizador para ɛ. A holoenzima contém dois núcleos, um para cada vertente, o atraso e a liderança. [19] O fator de processividade do grampo deslizante beta também está presente em duplicado, um para cada núcleo, para criar um grampo que encerra o DNA permitindo uma alta processividade.A terceira montagem é um complexo de carregador de grampos de sete subunidades (τ2γδδ'χψ). Pesquisas recentes classificaram as polimerases da Família C como uma subcategoria da Família X sem equivalentes eucarióticos.

DNA Polimerase IV[editar | editar código-fonte]

Em E. coli, a DNA polimerase IV (Pol 4) é uma polimerase de DNA propensa a erros envolvida na mutagênese não-direcionada. Pol IV é uma polimerase de Família Y expressa pelo gene dinB que é ligada através de indução de SOS causada por polimerases paralisadas no garfo de replicação. Durante a indução de SOS, a produção de Pol IV é aumentada dez vezes e uma das funções durante este período é interferir com a processividade de holoenzima Pol III. Isso cria um ponto de verificação, pára a replicação e permite tempo para reparar lesões de DNA através da via de reparo apropriada. Outra função de Pol IV é realizar a síntese de translesão no garfo de replicação paralisada como, por exemplo, ignorando aductos de N2-desoxiganina a uma taxa mais rápida do que a passagem de DNA não danificado. As células que não possuem o gene dinB têm uma maior taxa de mutagênese causada por agentes prejudiciais ao DNA

DNA Polimerase V[editar | editar código-fonte]

DNA polimerase V (Pol V) é uma DNA-polimerase da família Y que está envolvida na resposta SOS e mecanismos de reparação do DNA da síntese de tradução. A transcrição de Pol V através dos genes umuDC é altamente regulada para produzir apenas Pol V quando o DNA danificado está presente na célula gerando uma resposta SOS. As polimerases bloqueadas fazem com que o RecA se ligue ao ssDNA, o que faz com que a proteína LexA digite automaticamente. LexA perde sua capacidade de reprimir a transcrição do operão umuDC. A mesma nucleoproteína RecA-ssDNA modifica a proteína UmuD na proteína de UmuD após a tradução. UmuD e UmuD 'formam um heterodímero que interage com o UmuC, que por sua vez ativa a atividade catalítica da polimerase do umuC em DNA danificado. Curiosamente, em E. coli, foi proposto um modelo de "correia de ferramenta" de polimerização para trocar pol III com pol IV em um garfo de replica paralisado, onde ambas as polimerases se ligam simultaneamente ao grampo β. No entanto, o envolvimento de mais de uma polimerase TLS que trabalha em sucessão para ignorar uma lesão ainda não foi mostrado em E. coli. Além disso, a Pol IV pode catalisar a inserção e a extensão com alta eficiência, enquanto a pol V é considerada a principal polimerização SOS TLS. Um exemplo é o bypass da reticulação intra-cadeia de guanina timina onde foi mostrado com base na diferença nas assinaturas mutacionais das duas polimerases, que pol IV e pol V competem por TLS da reticulação intra-cadeia.

Referências

  1. Bollum, F.J. (1960). "Calf thymus polymerase". J. Biol. Chem. 235: 2399–2403.