polimeraze sunt enzime a căror funcție este legată de procesele de replicare și transcriere a acizilor nucleici. Există două tipuri fundamentale ale acestor enzime: ADN polimeraza și ARN polimeraza..
ADN polimeraza este responsabilă de sintetizarea noului lanț ADN în timpul procesului de replicare, adăugând noi nucleotide. Sunt enzime mari, complexe și diferă în structura lor, în funcție de faptul dacă se găsesc într-un organism eucariot sau procariot..
În mod similar, ARN polimeraza acționează în timpul transcrierii ADN, sintetizând molecula de ARN. La fel ca ADN polimeraza, se găsește atât în eucariote, cât și în procariote, iar structura și complexitatea sa variază în funcție de grup..
Dintr-o perspectivă evolutivă, este plauzibil să ne gândim că primele enzime trebuie să fi avut activitate polimerazică, deoarece una dintre cerințele intrinseci pentru dezvoltarea vieții este capacitatea de replicare a genomului..
Indice articol
Așa-numita „dogmă” a biologiei moleculare descrie formarea proteinelor din gene criptate în ADN în trei etape: replicare, transcriere și traducere..
Procesul începe cu replicarea moleculei de ADN, unde sunt generate două copii ale acesteia într-un mod semi-conservator. Mesajul din ADN este apoi transcris într-o moleculă de ARN, numită ARN mesager. În cele din urmă, mesagerul este tradus în proteine prin mecanismul ribozomal..
În acest articol vom explora două enzime cruciale implicate în primele două procese menționate..
Este demn de remarcat faptul că există excepții de la dogma centrală. Multe gene nu sunt traduse în proteine și, în unele cazuri, fluxul de informații este de la ARN la ADN (ca în retrovirusuri).
ADN polimeraza este enzima responsabilă de replicarea exactă a genomului. Activitatea enzimei trebuie să fie suficient de eficientă pentru a asigura menținerea informațiilor genetice și transmiterea acestora către generațiile următoare..
Dacă luăm în considerare dimensiunea genomului, este o sarcină destul de provocatoare. De exemplu, dacă ne setăm sarcina de a transcrie un document de 100 de pagini pe computerul nostru, am avea cu siguranță o eroare (sau mai multe, în funcție de concentrația noastră) pentru fiecare pagină.
Polimeraza poate adăuga peste 700 de nucleotide în fiecare secundă și este greșită doar la fiecare 109 sau 1010 nucleotide încorporate, un număr extraordinar.
Polimeraza trebuie să aibă mecanisme care să permită copierea exactă a informațiilor genomului. Prin urmare, există diferite polimeraze care au capacitatea de a reproduce și repara ADN-ul..
ADN polimeraza într-o enzimă care funcționează în direcția 5'-3 'și funcționează prin adăugarea de nucleotide la capătul terminal cu gruparea -OH liberă.
Una dintre consecințele imediate ale acestei caracteristici este că unul dintre lanțuri poate fi sintetizat fără niciun inconvenient, dar ce rămâne cu firul care trebuie sintetizat în sensul 3'-5 '?
Acest lanț este sintetizat în ceea ce este cunoscut sub numele de fragmente Okazaki. Astfel, segmente mici sunt sintetizate în direcția normală, 5'-3 ', care sunt ulterior unite de o enzimă numită ligază.
Structural, ADN polimerazele au în comun două situri active care posedă ioni metalici. În ele găsim aspartat și alte reziduuri de aminoacizi care coordonează metalele.
În mod tradițional, în procariote, au fost identificate trei tipuri de polimeraze care sunt denumite cu cifre romane: I, II și III. În eucariote, sunt recunoscute cinci enzime care sunt denumite cu litere din alfabetul grec, și anume: α, β, γ, δ și ε.
Cele mai recente cercetări au identificat cinci tipuri de ADN din Escherichia coli, 8 în drojdie Saccharomyces cerevisiae și mai mult de 15 la oameni. În descendența plantelor, enzima a fost mai puțin studiată. Cu toate acestea, în organismul model Arabidopsis thaliana au fost descrise aproximativ 12 enzime.
Una dintre cele mai utilizate tehnici în laboratoarele de biologie moleculară este PCR sau reacția în lanț a polimerazei. Această procedură profită de capacitatea de polimerizare a ADN polimerazei de a amplifica, cu mai multe ordine de mărime, o moleculă de ADN pe care dorim să o studiem..
Cu alte cuvinte, la sfârșitul procedurii vom avea mii de copii ale ADN-ului nostru țintă. Utilizările PCR sunt foarte variate. Poate fi aplicat cercetării științifice, diagnosticării unor boli sau chiar în ecologie.
ARN polimeraza este responsabilă pentru generarea unei molecule de ARN pornind de la un șablon de ADN. Transcrierea rezultată este o copie care completează segmentul ADN care a fost folosit ca șablon..
ARN Messenger este responsabil pentru transportarea informațiilor către ribozom, pentru a genera o proteină. De asemenea, participă la sinteza celorlalte tipuri de ARN.
Nu poate acționa singur, are nevoie de proteine numite factori de transcripție pentru a-și putea îndeplini funcțiile cu succes..
ARN polimerazele sunt complexe enzimatice mari. Ele sunt mai complexe în linia eucariotă decât în procariotă.
În eucariote, există trei tipuri de polimeraze: Pol I, II și III, care sunt mecanismul central pentru sinteza ARN-ului ribozomal, mesager și respectiv ARN de transfer. În schimb, la procariote toate genele lor sunt procesate de un singur tip de polimerază..
Deși ambele enzime utilizează recoacerea ADN-ului, ele diferă în trei moduri cheie. În primul rând, ADN polimeraza necesită o primul pentru a iniția replicarea și a conecta nucleotidele. A primul sau primer este o moleculă formată din câteva nucleotide, a căror secvență este complementară unui site specific din ADN.
Grundul oferă un -OH liber polimerazei pentru a începe procesul catalitic. În schimb, ARN polimerazele își pot începe activitatea fără a fi nevoie de o primul.
În al doilea rând, ADN polimeraza are mai multe regiuni de legare pe molecula de ADN. ARN polimeraza se poate lega doar de secvențele promotor ale genelor.
În cele din urmă, ADN polimeraza este o enzimă care își face treaba cu fidelitate ridicată. ARN polimeraza este susceptibilă la mai multe erori, introducând un nucleotid greșit la fiecare 104 nucleotide.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.