Charakteristiky, štruktúra a funkcie polymerázy

Ten polymeráza Sú to enzýmy, ktorých funkcia súvisí s replikáciou a transkripčnými procesmi nukleových kyselín. Existujú dva základné typy týchto enzýmov: DNA polymeráza a RNA polymeráza.

DNA polymeráza je zodpovedná za syntézu nového reťazca DNA počas procesu replikácie a pridanie nových nukleotidov. Sú to veľké, komplexné enzýmy a líšia sa ich štruktúrou v závislosti od toho, či je v eukaryotickom organizme alebo v prokaryotickom.

Taq polymeráza: enzým použitý v PCR.
Zdroj: Lijealso [verejná doména]

Podobne RNA polymeráza pôsobí počas transkripcie DNA, syntetizuje molekulu RNA. Rovnako ako DNA polymeráza, nachádza sa v eukaryotoch a prokaryotoch a jeho štruktúra a zložitosť sa líšia v závislosti od skupiny.

Z evolučného hľadiska je pravdepodobné.

[TOC]

Centrálna dogma molekulárnej biológie

So -zavolaná „dogma“ molekulárnej biológie opisuje tvorbu proteínov z génov šifrovaných v DNA v troch krokoch: replikácia, transkripcia a translácia.

Proces začína replikáciou molekuly DNA, kde sa dve kópie generujú polokonzervatívnym spôsobom. Potom je správa DNA prepisovaná do molekuly RNA, ktorá sa nazýva Messenger RNA. Nakoniec je posol preložený do proteínov ribozomálnymi strojmi.

V tomto článku preskúmame dva rozhodujúce enzýmy zapojené do prvých dvoch uvedených procesov.

Je potrebné poznamenať, že existujú výnimky z centrálnej dogmy. Mnoho génov sa neprekladuje na proteíny av niektorých prípadoch je tok informácií z RNA do DNA (ako v retrovírusu).

DNA polymeráza

Funkcia

DNA polymeráza je enzým zodpovedný za presnú replikáciu genómu. Práca v enzýme musí byť dostatočne efektívna na zabezpečenie udržiavania genetických informácií a jej prenos do nasledujúcich generácií.

Môže vám slúžiť: Prečo je dôležité postarať sa o biodiverzitu?

Ak vezmeme do úvahy veľkosť genómu, je to pomerne náročná úloha. Napríklad, ak zvýšime úlohu prepisovania dokumentu 100 -stránky v našom počítači, určite budeme mať chybu (alebo viac, v závislosti od našej koncentrácie) pre každú stránku.

Polymeráza môže každú sekundu pridať viac ako 700 nukleotidov a je nesprávna každých 10⁹ alebo 10¹⁰ postavené -in nukleotidy, mimoriadne číslo.

Polymeráza musí mať mechanizmy, ktoré umožňujú presne skopírovanie informácií o genóme. Preto existujú rôzne polymerázy, ktoré majú schopnosť replikovať a opravovať DNA.

Vlastnosti

DNA polymeráza v enzýme, ktorý pracuje v 5 '-3' smerovaní a pracuje pridaním nukleotidov na terminálny koniec s voľnou skupinou -OH.

Jedným z okamžitých dôsledkov tejto charakteristiky je, že jeden z reťazcov je možné syntetizovať bez akýchkoľvek nepríjemností, ale čo s prameňom, ktorý je potrebné syntetizovať v zmysle 3'-5 '?

Tento reťazec je syntetizovaný v tom, čo sa nazýva fragmenty Okazaki. Malé segmenty sa teda syntetizujú normálnym smerom, 5'-3 ', ktoré sú následne spojené enzýmom nazývaným ligáza.

Štruktúrne, polymeráza DNA má spoločné dve aktívne miesta, ktoré majú kovové ióny. V nich nachádzame aspartát a ďalšie aminokyselinové zvyšky, ktoré koordinujú kovy.

Chlapci

Tradične v prokaryotoch boli identifikované tri typy polymeráz, ktoré sa nazývajú rímskymi číslami: I, II a III. V eukaryotoch sa rozpoznáva päť enzýmov, ktoré sa nazývajú písmenami gréckej abecedy, konkrétne: a, β, y, δ a ε.

Najnovšie vyšetrovania identifikovali päť typu DNA v Escherichia coli, 8 v umývaní Sacharomyces cerevisiae a viac ako 15 v ľudskej bytosti. V rastlinnej línii bol enzým menej študovaný. Avšak v modelovom organizme Thalian Arabidopsis Bolo opísaných asi 12 enzýmov.

Môže vám slúžiť: asexuálna reprodukcia

Žiadosti

Jednou z najpoužívanejších techník v laboratóriách molekulárnej biológie je PCR alebo polymerázová reťazová reakcia. Tento postup využíva polymerizačnú polymerizačnú kapacitu na zosilnenie v niekoľkých rádoch molekuly DNA, ktorú chceme študovať.

Inými slovami, na konci postupu budeme mať tisíce kópií našej bielej DNA.Použitie PCR sú veľmi rozmanité. Môže sa uplatniť na vedecký výskum, na diagnostiku niektorých chorôb alebo dokonca v ekológii.

RNA polymeráza

Funkcia

RNA polymeráza je zodpovedná za generovanie molekuly RNA na základe formy DNA. Výsledný prepis je kópia, ktorá je doplnená k segmentu DNA, ktorý sa použil ako forma.

Messenger RNA má na starosti priniesť informácie do ribozómu, aby sa vytvoril proteín. Zúčastňujú sa tiež na syntéze iných typov RNA.

To nemôže konať samostatne, potrebujete proteíny nazývané transkripčné faktory, aby ste mohli úspešne vykonávať svoje funkcie.

Vlastnosti

Polymeráza RNA sú veľké enzymatické komplexy. Sú zložitejšie v eukaryotickej línii ako v prokariote.

V eukaryotoch existujú tri typy polymeráz: Pol I, II a III, ktoré sú centrálnymi strojmi pre syntézu ribozomálnych, poslov a prenosu RNA. Naopak, v prokaryotoch sú všetky jeho gény spracované jediným typom polymerázy.

Rozdiely medzi DNA a RNA polymeráza

Aj keď oba enzýmy používajú miernu DNA, líšia sa v troch kľúčových aspektoch. Po prvé, DNA polymeráza vyžaduje a najprv Na spustenie replikácie a pripojenie nukleotidov. A najprv alebo primér je molekula tvorená niekoľkými nukleotidmi, ktorých sekvencia je komplementárna s konkrétnym miestom v DNA.

Môže vám slúžiť: Arequipa fauna: Reprezentatívnejšie druhy

Primér poskytuje voľný -OH pre polymerázu na začatie katalytického procesu. Naopak, polymeráza RNA môže začať svoju prácu bez potreby a najprv.

Po druhé, DNA polymeráza má viac oblastí spojenia s molekulou DNA. Polymerázová RNA sa dá spojiť iba so sekvenciami podporujúcimi gény.

Nakoniec, DNA polymeráza je enzým, ktorý vykonáva svoju prácu s vysokou vernosťou. RNA polymeráza je náchylná na viac chýb, pričom každých 10 zavádza nesprávny nukleotid⁴ nukleotidy.

Odkazy

1. Alberts, b., Bray, D., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Základná bunková biológia. Girlandská veda.
2. Can, i. Klimatizovať., & Ishino a. (1999). Archaeal DNA Replikácia: Identifikácia kusov na vyriešenie hádanky. Genetika, 152(4), 1249-67.
3. Cooper, G. M., & Hausman, R. A. (2004). Bunka: Priblížte sa molekulárne. Medicinska Naklada.
4. Garcia-Diaz, m., & Baby, k. (2007). Viac funkcií DNA polymeráz. Kritické recenzie v vedách rastlín, 26(2), 105-122.
5. Lewin, b. (1975). Génová expresia. UMI knihy na požiadanie.
6. Ubytovňa, h., Berk, a., Darnell, J. A., Kaiser, C. Do., Krieger, m., Scott, m. P.,… & Matsudaira, str. (2008). Biológia molekulárnych buniek. Macmillan.
7. Pierce, b. Do. (2009). Genetika: koncepčný prístup. Edimatizovať. Pan -American Medical.
8. Shcherbakova, P. Vložka., Bebenek, K., & Kunkel, T. Do. (2003). Funkcie eukaryotických DNA polymerázy. Science's Sage Ke, 2003(8), 3.
9. Steitz, T. Do. (1999). DNA polymerázy: Štrukturálna diverzita a spoločné mechanizmy. Journal of Biological Chemistry, 274(25), 17395-17398.
10. Wu, s., Brada, w. Do., Pedersen, L. G., & Wilson, s. H. (2013). Štrukturálne porovnanie architektúry DNA polymerázy naznačuje nukleotidovú bránu do aktívneho miesta polymerázy. Chemické recenzie, 114(5), 2759-74.