Polymeraseegenskaper, struktur og funksjoner

De polymeraser De er enzymer hvis funksjon er relatert til replikasjons- og transkripsjonsprosesser av nukleinsyrer. Det er to grunnleggende typer av disse enzymene: DNA -polymerase og RNA -polymerase.

DNA -polymerase er ansvarlig for å syntetisere den nye DNA -kjeden under replikasjonsprosessen, og tilsetning av nye nukleotider. De er store, komplekse enzymer, og er forskjellige i strukturen avhengig av om den er i en eukaryotisk organisme eller i en prokaryotisk.

TAQ -polymerase: Enzymet brukt i PCR.
Kilde: LiJealso [Public Domain]

Tilsvarende virker RNA -polymerase under DNA -transkripsjon, og syntetiserer RNA -molekylet. Som DNA -polymerase finnes den i både eukaryoter og prokaryoter, og dens struktur og kompleksitet varierer avhengig av gruppen.

Fra et evolusjonært perspektiv er det plausibelt.

[TOC]

Den sentrale dogmen for molekylærbiologi

Den så -kallede "dogmen" av molekylærbiologi beskriver dannelsen av proteiner fra genene som er kryptert i DNA i tre trinn: replikasjon, transkripsjon og oversettelse.

Prosessen begynner med replikasjonen av DNA-molekylet, der to kopier av dette genereres på en semi-konservativ måte. Deretter blir DNA -meldingen transkribert til et RNA -molekyl, kalt Messenger RNA. Endelig blir messenger oversatt til proteiner av ribosomale maskiner.

I denne artikkelen vil vi utforske to avgjørende enzymer involvert i de to første prosessene som er nevnt.

Det er verdt å merke seg at det er unntak fra sentral dogme. Mange gener oversettes ikke til proteiner, og i noen tilfeller er informasjonsflyten fra RNA til DNA (som i retrovirus).

DNA -polymerase

Funksjoner

DNA -polymerase er enzymet som har ansvaret for den eksakte replikasjonen av genomet. Enzymarbeidet må være effektivt nok til å sikre opprettholdelse av genetisk informasjon og overføring til neste generasjoner.

Det kan tjene deg: Hvorfor er det viktig å ta vare på biologisk mangfold?

Hvis vi vurderer størrelsen på genomet, er det en ganske utfordrende oppgave. Hvis vi for eksempel hever oppgaven med å transkribere et 100 -siders dokument på datamaskinen vår, vil vi helt sikkert ha en feil (eller mer, avhengig av konsentrasjonen vår) for hver side.

Polymerase kan legge til mer enn 700 nukleotider hvert sekund, og det er bare galt hver 10⁹ eller 10¹⁰ bygget -i nukleotider, et ekstraordinært tall.

Polymerase må ha mekanismer som lar genominformasjonen kopieres nøyaktig. Derfor er det forskjellige polymeraser som har muligheten til å gjenskape og reparere DNA.

Egenskaper og struktur

DNA -polymerase i et enzym som fungerer i 5 '-3' retning, og fungerer ved å tilsette nukleotider til terminalenden med den frie gruppen -OH.

En av de umiddelbare konsekvensene av denne egenskapen er at en av kjedene kan syntetiseres uten noen ulempe, men hva med strengen som må syntetiseres i en 3'-5 'forstand?

Denne kjeden syntetiseres i det som kalles Okazaki -fragmenter. Dermed syntetiseres små segmenter i en normal retning, 5'-3 ', som deretter blir forent av et enzym kalt ligase.

Strukturelt har polymerase -DNA i felles to aktive steder som har metallioner. I dem finner vi aspartat og andre aminosyrerester som koordinerer metaller.

Folkens

Tradisjonelt er det i prokaryoter tre typer polymeraser identifisert som kalles med romertall: I, II og III. I eukaryoter blir fem enzymer gjenkjent som kalles med bokstaver i det greske alfabetet, nemlig: α, β, γ, Δ og ε.

De siste undersøkelsene har identifisert fem type DNA i Escherichia coli, 8 i vaskingen Saccharomyces cerevisiae og mer enn 15 i mennesket. I vegetabilsk avstamning har enzymet blitt mindre studert. Imidlertid i modellorganismen Talian Arabidopsis Omtrent 12 enzymer er beskrevet.

Kan tjene deg: aseksuell reproduksjon

applikasjoner

En av de mest brukte teknikkene i molekylære biologilaboratorier er PCR eller polymerasekjedereaksjon. Denne prosedyren drar nytte av polymerisasjonspolymerisasjonskapasiteten til å forsterke, i flere størrelsesordener, et DNA -molekyl som vi ønsker å studere.

Med andre ord, på slutten av prosedyren vil vi ha tusenvis av kopier av vårt hvite DNA.Bruken av PCR er veldig varierte. Det kan brukes på vitenskapelig forskning, på diagnosen noen sykdommer eller til og med i økologi.

RNA -polymerase

Funksjoner

RNA -polymerase er ansvarlig for å generere et RNA -molekyl basert på en DNA -form. Det resulterende transkriptet er en kopi som er supplert til DNA -segmentet som ble brukt som en form.

Messenger RNA har ansvaret for å bringe informasjonen til ribosomet, for å generere et protein. De deltar også i syntesen av andre typer RNA.

Dette kan ikke handle alene, du trenger protein som kalles transkripsjonsfaktorer for å kunne utføre funksjonene dine.

Egenskaper og struktur

Polymerase RNA er store enzymatiske komplekser. De er mer sammensatte i den eukaryote avstamningen enn i procariota.

I eukaryoter er det tre typer polymeraser: Pol I, II og III, som er det sentrale maskineriet for henholdsvis syntese av henholdsvis ribosomal, messenger og overføring RNA. I motsetning til dette, i prokaryoter blir alle genene behandlet av en enkelt type polymerase.

Forskjeller mellom DNA og RNA -polymerase

Selv om begge enzymer bruker et temperert DNA, skiller de seg inn i tre viktige aspekter. Først krever DNA -polymerase en først For å starte replikering og koble nukleotider. EN først eller primer er et molekyl dannet av noen få nukleotider, hvis sekvens er komplementær til et bestemt sted i DNA.

Kan tjene deg: arequipa fauna: mer representative arter

Primeren gir en gratis -OH til polymerase for å begynne sin katalytiske prosess. I kontrast kan polymerase RNA starte arbeidet uten behov for en først.

For det andre har DNA -polymerase flere regioner av union til DNA -molekylet. Polymerase RNA kan bare kobles sammen med genfremmende sekvenser.

Endelig er DNA -polymerase et enzym som gjør sitt arbeid med høy troskap. RNA -polymerase er mottakelig for flere feil, og introduserer et feil nukleotid hver 10⁴ nukleotider.

Referanser

1. Alberts, f., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Essensiell cellebiologi. Garland Science.
2. Cann, i. K., & Ishino, og. (1999). Archaeal DNA -replikasjon: Identifisere brikkene for å løse et puslespill. Genetikk, 152(4), 1249-67.
3. Cooper, g. M., & Hausman, r. OG. (2004). Cellen: tilnærming molekylær. Medicinska Naklada.
4. GARCIA-DIAZ, m., & Baby, k. (2007). Flere funksjoner av DNA -polymeraser. Kritiske anmeldelser i plantevitenskap, 26(2), 105-122.
5. Lewin, f. (1975). Genuttrykk. UMI -bøker på forespørsel.
6. Lodish, h., Berk, a., Darnell, J. OG., Kaiser, ca. TIL., Krieger, m., Scott, m. P.,… & Matsudaira, P. (2008). Molekylær cellebiologi. Macmillan.
7. Pierce, f. TIL. (2009). Genetikk: En konseptuell tilnærming. Ed. Pan -American Medical.
8. Shcherbakova, p. V., Bebenek, k., & Kunkel, t. TIL. (2003). Funksjoner av eukaryote DNA -polymeraser. Vitenskapens vismann ke, 2003(8), 3.
9. Steitz, t. TIL. (1999). DNA -polymeraser: Strukturelt mangfold og vanlige mekanismer. Journal of Biological Chemistry, 274(25), 17395-17398.
10. Wu, s., Skjegg, w. TIL., Pedersen, l. G., & Wilson, S. H. (2013). Strukturell sammenligning av DNA -polymerase -arkitektur antyder en nukleotidporten til det polymerase aktive stedet. Kjemiske anmeldelser, 114(5), 2759-74.