DNA-polymeráza

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
(Presmerované z DNA polymeráza)
Prejsť na: navigácia, hľadanie
3D štruktúra DNA väzby helix-hairpin-helix motívy v ľudskej DNA polymeráze beta.

DNA polymerázyenzýmy participujúce na syntéze DNA, ktoré sa podieľajú na jej samotnej replikácii. Poznáme niekoľko druhov prokaryotických aj eukaryotických DNA polymeráz, pričom všetky dokážu pripájať deoxyribonukleozid-5´-monofosfáty (dNMP) k 3´-OH koncu systetizovaného reťazca. DNA-ligázy katalyzujú spojenie fosfodiesterových väzieb.

Všetky DNA-polymerázy predlžujú reťazec novosyntetizovanej molekuly DNA v smere 5´-3´, preto hovoríme, že majú 5´, 3´-polymerázovú aktivitu. Niektoré sú schopné nukleotidy z reťazca aj odstraňovať, čiže majú tzv. exonukleázovú aktivitu.

DNA polymeráza I[upraviť | upraviť zdroj]

Katalyzuje postupné pripojovanie deoxyribonukleotidov k voľnej 3-OH skupine 3-konca úseku novovznikajúcej DNA, ktorý sa predlžuje. Deoxyribonukleotidy pripája na začiatok primeru, nasyntetizovaného úseku RNA ktorý sa ako prvý pripevní na kodogénne vlákno — vlákno ktoré sa syntetizuje, teda templát (matricu).

Pre funkciu DNA polymerázy I je nevyhnutná prítomnost Mg2+ iónov. DNA polymeráza I nukleofilne atakuje 3-OH koniec primeru (štartéru) na atóm fosforu dNTP (deoxyribonukleotidu-5-fosfátu). Tvorí sa fosfodiesterová väzba a uvolní sa pyrofosfát (O-P-P-O), ktorý môže byť ďalej premenený na anorganický fosfát.

Najdôležitejšou vlastnosťou DNA polymerázy je, že pripája deoxyribonukleotidy v takom poradí, ktoré priamo určuje templát. DNA polymeráza I pôsobý tiež ako exonukleáza. Enzým sa podieľa na rozštiepený dvojzávitnice DNA a na hydrolytickom odbúravaný reťazca DNA od 3-OH konca článok po článku. Ide teda o 3´→5´ exonukleázu. Táto exonukleázova aktivita významne napomáha k spresneniu replikácie DNA.

DNA polymeráza I tiež hydrolyzuje DNA od 5-fosfátového konca reťazca. Tato 5´→3´ nukleázova aktivita je však celkom odlišna od 3´→5´ exonukleázovej aktivity. Štiepenie prebieha vnútri reťazca v dvojzávitnicovej oblasti. Táto funkcia je klúčová, pretože odbúrava primer. Okrem toho sa opravujú niektoré poruchy.

DNA polymeráza I obsahuje tri aktívne centrá, ktoré su rozdielne. Tento enzým bol rozštiepený proteázamy na malý fragment, ktorý obsahuje celú čast molekuly odpovednú za 5´→3´ nukleazovú aktivitu (odbúrava primér), a na ostávajúci fragment veľký alebo Klenowov fragment, ktorý obsahuje ostatné dve funkcie.

DNA polymeráza II, III[upraviť | upraviť zdroj]

Tieto enzýmy majú rovnaké dve enzýmové aktivity: polymerázovú 5´-3´, exonukleázovú, nevykazujú však 5´→3´ nukleázovú aktivitu. Funkcia in vivo je známa iba pre DNA polymerázu III, ktorá syntetizuje väčšinu novej DNA, zatiaľ čo DNA polymeráza I odbúrava primery a vypĺňa vzniknuté medzery v reťazci DNA.

DNA Ligáza[upraviť | upraviť zdroj]

Enzým katalyzuje spojenie fosfodiesterových väzieb a to ich tvorbou medzi 3-OH skupinou jedného reťazca DNA a 5-fosfátovou skupinou iného reťazca DNA.