DNA polymerázy

DNA polymerázy:

Katalyzujú syntézu ( polymerizáciu ) komplementárneho vlákna DNA

ü      DNA POLYMERÁZY PROKAROTICKÝCH BUNIEK:

a) DNA polymeráza I.:

• Vykazuje aktivity:

·        Polymerázová 5´→ 3´: katalyzuje tvorbu fosfodiesterovej väzby medzi 3´OH skupinou rastúceho vlákna DNA a 5´fosfátovou skupinou reagujúceho nukleotidu:

( dNMP )n + d ( NTP )  → ( dNMP )n + 1 + PP

                                               ↑

                                            Mg²⁺

·        Exonukleázová 3´→ 5´: katalyzuje uvoľnenie dXTP z primeru, ktoré nie sú komplementárne ku templátu DNA. Ide o korekcie syntézy komplementárneho vlákna 5´→ 3´, odstránenie porušených úsekov DNA a primerov RNA

• Vlastnosti:

·        Molekulová hmotnosť: 109 000, priemer: 6,5 nm, guľovitý tvar

·        Kódovaná génom polA, obsahuje 928 AMK

·        Proteázami sa štiepi na 2 fragmenty:

o        veľká podjednotka = KLENOW FRAGMENT: Mr = 76 000, vykazuje       5´→ 3´ DNA polymerázovú aktivitu a 3´→ 5´exonukleázovú aktivitu

o        malá podjednotka: Mr = 36 000, 5´→ 3´ exonukleázová aktivita

b) DNA polymeráza II.:

• Jej biologická funkcia nie je presne známa, má však 5% aktivity DNA polymerázy I.
• Molekulová hmotnosť: 120 000, kódovaná génom polB
• Vykazuje 3´→ 5´ exonukleázovú aktivitu – korekcia syntézy DNA

c) DNA polymeráza III.:

• Je kľúčovým enzýmom replikácie DNA
• Jej polymerizačná 5´→ 3´ aktivita je 15x väčšia ako pri DNA polymeráze I. a 300x väčšia ako u DNA polymeráze II.
• Vykazuje taktiež 5´→ 3´ ako aj 3´→ 5´exonukleázovú aktivitu
• Je kódovaná génom polC, obsahuje Zn²⁺ a vyžaduje Mg²⁺
• Zložená je zo 7 podjednotiek: α, β, γ, δ, ε, ω, τ ( tau ), pričom β-podjednotka identifikuje OR   ( origin of replication = začiatok replikácie ) = KOPOLYMERÁZA III.
• Funkcie:

·        Replikácia chromozomálnej a fágovej DNA

·        Postreplikačná reparácia DNA

·        Odstraňovanie poškodených úsekov DNA

ü      DNA POLYMERÁZY EUKARYOTICKÝCH BUNIEK:

a) DNA polymeráza α:

·        Je to multimérový proteín o molekulovej hmotnosti 250 000, ktorý má 4 podjednotky: 1 polymerázu ( Mr = 180 000 ), 2 syntázové podjednotky ( Mr = 50 000 a 60 000 ) a polypeptid s neznámou funkciou ( Mr = 70 000 )

·        Vyžaduje prítomnosť templátu, primeru, iónov Mg²⁺ a Mn²⁺

·        Podieľa sa na replikácii chromozómov a syntéze Okazakiho fragmentov a predlžuje polynukleotidový reťazec v smere 5´→ 3´

·        Jeho aktivita je inhibovaná N-etylmaleínimidom a koncentráciou NaCl vyššou ako 2,5 mol/dm³

b) DNA polymeráza β:

• Mr: 30 000 – 50 000
• Podieľa sa na opravách DNA
• Je rezistentný voči N-etylmaleínimidu, ale NaCl ho inhibuje

c) DNA polymeráza γ:

• Enzým o Mr 150 000 – 300 000, ktorý sa nachádza v mitochondriách
• Replikuje natívnu DNA aj syntetické matrice
• Je inhibovaný N-etylmaleínimidom

d)  DNA polymeráza δ:

• Podieľa sa na replikácii DNA, ale vykazuje aj 3´→ 5´ exonukleázovú aktivitu

e) DNA polymeráza ε:

• Jej funkcia nie je známa, pravdepodobne sa zúčastňuje na DNA replikáciu u kvasiniek a cicavcov

FOREX