Polymerasegenskaper, struktur och funktioner

De polymeraser De är enzymer vars funktion är relaterad till replikering och transkriptionsprocesser för nukleinsyror. Det finns två grundläggande typer av dessa enzymer: DNA -polymeras och RNA -polymeras.

DNA -polymeras ansvarar för att syntetisera den nya DNA -kedjan under replikationsprocessen och tillsätta nya nukleotider. De är stora, komplexa enzymer och skiljer sig åt i sin struktur beroende på om det är i en eukaryot organisme eller i en prokaryot.

Taq -polymeras: Enzymet som används i PCR.
Källa: Lijealso [Public Domain]

På liknande sätt verkar RNA -polymeras under DNA -transkription och syntetiserar RNA -molekylen. Liksom DNA -polymeras finns det i både eukaryoter och prokaryoter och dess struktur och komplexitet varierar beroende på gruppen.

Ur ett evolutionärt perspektiv är det troligt.

[TOC]

Den centrala dogmen av molekylärbiologi

Den så kallade "dogmen" av molekylärbiologi beskriver bildningen av proteiner från generna som är krypterade i DNA i tre steg: replikering, transkription och översättning.

Processen börjar med replikering av DNA-molekylen, där två kopior av detta genereras på ett halvkonservativt sätt. Sedan transkriberas DNA -meddelandet till en RNA -molekyl, kallad messenger RNA. Slutligen översätts budbäraren till proteiner av ribosomala maskiner.

I den här artikeln kommer vi att utforska två avgörande enzymer som är involverade i de två första processerna som nämns.

Det är värt att notera att det finns undantag från Central Dogma. Många gener översätter inte till proteiner, och i vissa fall är informationsflödet från RNA till DNA (som i retrovirus).

DNA -polymeras

Funktioner

DNA -polymeras är enzymet som ansvarar för den exakta replikationen av genomet. Enzymarbetet måste vara tillräckligt effektivt för att säkerställa upprätthållandet av genetisk information och dess överföring till nästa generationer.

Det kan tjäna dig: Varför är det viktigt att ta hand om biologisk mångfald?

Om vi ​​överväger genomens storlek är det en ganska utmanande uppgift. Om vi ​​till exempel höjer uppgiften att transkribera ett 100 -sidodokument på vår dator kommer vi säkert att ha ett fel (eller mer, beroende på vår koncentration) för varje sida.

Polymeras kan lägga till mer än 700 nukleotider varje sekund, och det är bara fel var 10: e⁹ eller 10¹⁰ Byggda -i nukleotider, ett extraordinärt antal.

Polymeras måste ha mekanismer som gör att genominformationen kan kopieras exakt. Därför finns det olika polymeraser som har förmågan att replikera och reparera DNA.

Egenskaper och struktur

DNA -polymeras i ett enzym som fungerar i 5 '-3' riktning och fungerar genom att tillsätta nukleotider till terminaländen med den fria gruppen -OH.

En av de omedelbara konsekvenserna av denna egenskap är att en av kedjorna kan syntetiseras utan besvär, men hur är det med den tråd som måste syntetiseras i 3'-5 '?

Denna kedja syntetiseras i det som kallas Okazaki -fragment. Således syntetiseras små segment i normal riktning, 5'-3 ', som därefter förenas av ett enzym som kallas ligas.

Strukturellt sett har polymeras -DNA gemensamma två aktiva platser som har metalljoner. I dem hittar vi aspartat och andra aminosyrarester som koordinerar metaller.

Grabbar

Traditionellt sett, i prokaryoter har tre typer av polymeraser identifierats som kallas med romerska siffror: i, II och III. I eukaryoter erkänns fem enzymer som kallas med bokstäver i det grekiska alfabetet, nämligen: α, ß, y, Δ och ε.

De senaste undersökningarna har identifierat fem typ av DNA i Escherichia coli, 8 i tvätten Saccharomyces cerevisiae och mer än 15 i människan. I grönsakslinjen har enzymet studerats mindre. Men i modellorganismen Thalian Arabidopsis Cirka 12 enzymer har beskrivits.

Kan tjäna dig: asexuell reproduktion

Ansökningar

En av de mest använda teknikerna inom molekylärbiologiska laboratorier är PCR eller polymeraskedjereaktion. Denna procedur drar nytta av polymerisationspolymerisationskapaciteten för att förstärka i flera storleksordningar en DNA -molekyl som vi vill studera.

Med andra ord, i slutet av proceduren kommer vi att ha tusentals kopior av vårt vita DNA.Användningen av PCR är mycket varierande. Det kan tillämpas på vetenskaplig forskning, på diagnosen vissa sjukdomar eller till och med i ekologi.

RNA -polymeras

Funktioner

RNA -polymeras ansvarar för att generera en RNA -molekyl baserad på en DNA -mögel. Det resulterande transkriptet är en kopia som kompletteras till DNA -segmentet som användes som form.

Messenger RNA ansvarar för att föra informationen till ribosomen för att generera ett protein. De deltar också i syntesen av andra typer av RNA.

Detta kan inte agera ensamt, du behöver protein som kallas transkriptionsfaktorer för att kunna utföra dina funktioner framgångsrikt.

Egenskaper och struktur

Polymeras RNA är stora enzymatiska komplex. De är mer komplexa i den eukaryota släktet än i procariota.

I eukaryoter finns det tre typer av polymeraser: pol I, II och III, som är de centrala maskinerna för syntes av ribosomal, messenger respektive överföring av RNA. Däremot behandlas alla dess gener i prokaryoter av en enda typ av polymeras.

Skillnader mellan DNA och RNA -polymeras

Även om båda enzymerna använder ett tempererat av DNA, skiljer de sig åt i tre viktiga aspekter. Först kräver DNA -polymeras en först För att starta replikering och ansluta nukleotider. En först eller primer är en molekyl som bildas av några nukleotider, vars sekvens är komplementär till ett specifikt ställe i DNA.

Kan tjäna dig: arequipa fauna: mer representativa arter

Primern ger en gratis -OH till polymeras för att påbörja sin katalytiska process. Däremot kan polymeras -RNA starta sitt arbete utan behov av en först.

För det andra har DNA -polymeras flera regioner av förening till DNA -molekylen. Polymeras -RNA kan endast förenas med genfrämjande sekvenser.

Slutligen är DNA -polymeras ett enzym som gör sitt arbete med hög trohet. RNA -polymeras är mottagligt för fler fel och introducerar en fel nukleotid var tionde⁴ nukleotid.

Referenser

1. Alberts, b., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, m.,... & Walter, s. (2015). Essential Cell Biology. Kransvetenskap.
2. Kan, jag. K., & Ishino, och. (1999). Archaeal DNA -replikering: Identifiera bitarna för att lösa ett pussel. Genetik, 152(4), 1249-67.
3. Cooper, g. M., & Hausman, r. OCH. (2004). Cellen: närmar sig molekylär. Medicinsk naklada.
4. Garcia-diaz, m., & Baby, k. (2007). Flera funktioner av DNA -polymeraser. Kritiska recensioner inom växtvetenskap, 26(2), 105-122.
5. Lewin, b. (1975). Genexpression. Umi Books on Demand.
6. Lodish, h., Berk, A., Darnell, J. OCH., Kaiser, c. TILL., Krieger, m., Scott, m. P.,... & Matsudaira, s. (2008). Molekylärcellbiologi. Macmillan.
7. Pierce, b. TILL. (2009). Genetik: En konceptuell strategi. Ed. Pan -amerikansk medicin.
8. Shcherbakova, s. V., Bebenek, K., & Kunkel, T. TILL. (2003). Funktioner av eukaryota DNA -polymeraser. Science's Sage KE, 2003(8), 3.
9. Steitz, t. TILL. (1999). DNA -polymeraser: strukturell mångfald och vanliga mekanismer. Journal of Biologic Chemistry, 274(25), 17395-17398.
10. Wu, s., Skägg, w. TILL., Pedersen, L. G., & Wilson, s. H. (2013). Strukturell jämförelse av DNA -polymerasarkitektur antyder en nukleotidport till det polymerasaktiva stället. Kemiska recensioner, 114(5), 2759-74.