ADN polimerasa: tipo, función y composición

Estas ADN polimerasa Es una enzima que se encarga de catalizar la polimerización de novedosas hebras de ADN a lo largo de la replicación de la molécula. Su función principal es emparejar el desoxirribonucleótido trifosfato con el desoxirribonucleótido trifosfato de la cadena molde. También participa en la reparación del ADN.

Esta enzima deja el emparejamiento acertado de las bases de ADN de la hebra molde con las nuevas bases según el esquema de emparejamiento de A con T y emparejamiento de G con C.

El desarrollo de replicación del ADN debe ser eficaz y veloz, por lo que el principio de la operación de la ADN polimerasa es agregar cerca de 700 nucleótidos por segundo y mostrar solo cada 10 fallos.⁹ diez^diez nucleótidos integrados.

Hay múltiples tipos de ADN polimerasas. Estos son diferentes en eucariotas y procariotas, y cada uno tiene un papel específico en la replicación y reparación del ADN.

Entre las primeras enzimas evolutivas podrían ser las polimerasas, puesto que la aptitud de replicar con precisión el genoma es un requisito inseparable al avance de los organismos.

El descubrimiento de esta enzima se asigna a Arthur Kornberg y sus colegas, un estudioso que identificó la ADN polimerasa I (Pol I) y al mismo tiempo en 1956 Escherichia coli. Además, Watson y Crick sugirieron que esta enzima podría llevar a cabo copias fieles de moléculas de ADN.

tipos de

Procariotas

Los procariotas (organismos sin eucariotas y rodeados de membranas) tienen tres ADN polimerasas primordiales, en general abreviadas como pol I, II y III.

La ADN polimerasa I participa en la replicación y reparación del ADN y tiene actividad exonucleasa bidireccional. El papel de esta enzima en la replicación se considera secundario.

Participa en la reparación del ADN y su actividad exonucleasa es de sentido 3'-5 '. III participa en la replicación y modificación del ADN y, de la misma las enzimas precedentes, tiene actividad exonucleasa 3'-5 '.

Eucariotas

Los eucariotas (organismos con eucariotas, rodeados de membranas) tienen cinco ADN polimerasas, nombradas por las letras griegas: α, β ,, δ y ε.

La gamma polimerasa está en las mitocondrias y es responsable de la replicación del material genético en este orgánulo. Por otra parte, los otros cuatro existen en el núcleo y forman parte en la replicación del ADN nuclear.

Las variantes alfa, delta y épsilon son más activas a lo largo de la división celular, lo que recomienda que su función primordial está relacionada con la producción de copias de ADN.

En lo que se refiere a la ADN polimerasa, exhibe un pico de actividad en las células no divididas, con lo que su función principal está ligada a la reparación del ADN.

Múltiples ensayos han confirmado de manera exitosa la hipótesis de que las polimerasas y ε están similares eminentemente con la replicación del ADN. Los modelos γ-, - y exhiben actividad 3'-5'-exonucleasa.

agacharse

Los nuevos métodos de secuenciación han identificado con éxito una gran variedad de familias de ADN polimerasa. En las arqueas particularmente, se ha reconocido una familia de enzimas que es exclusiva de este conjunto de organismos llamado familia D.

Función: replicación y reparación del ADN.

¿Qué es la replicación del ADN?

El ADN es la molécula que transporta toda la información genética de un organismo. Está formado por azúcar, bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina y timina) y grupos de ácido fosfórico.

Durante el desarrollo de división celular en curso, el ADN debe copiarse de manera rápida y precisa, especialmente en la etapa S del ciclo celular. El proceso por el cual las células replican el ADN tiene por nombre replicación.

Estructuralmente, una molécula de ADN se compone de dos hebras que forman una hélice. A lo largo del desarrollo de replicación, se apartan y cada uno de ellos sirve como modelo para la capacitación de novedosas moléculas. Por lo tanto, la novedosa cadena se transmite a las células hijas a lo largo de la división celular.

Ya que cada hebra sirve como plantilla, la replicación del ADN se considera semiconservadora: al final del proceso, la novedosa molécula se compone de una exclusiva hebra y una hebra vieja. En 1958, los estudiosos Meselson y Stahl describieron este proceso utilizando isótopos.

La replicación del ADN necesita una sucesión de enzimas para catalizar este proceso. La ADN polimerasa se distingue entre estas moléculas de proteína.

reacción

El sustrato requerido para el desarrollo es necesario para efectuar la síntesis de ADN: desoxirribonucleótido trifosfato (dNTP)

El mecanismo de reacción supone un ataque nucleofílico del grupo hidroxilo en el extremo 3 'de la cadena en crecimiento sobre el fosfato del dNTP complementario para remover el pirofosfato. Este paso es primordial porque la energía para la polimerización proviene de la hidrólisis de los dNTP y del pirofosfato producido.

pol III o alfa se une al cebador (consulte Propiedades de la polimerasa) y empieza a agregar nucleótidos. Epsilon prolonga la cadena primordial y Delta extiende la cadena de delay.

Características de la ADN polimerasa

Todas las ADN polimerasas conocidas tienen 2 características escenciales con respecto al desarrollo de replicación.

Primero, todas y cada una de las polimerasas sintetizan hebras de ADN en la dirección 5'-3 'uniendo dNTP a los conjuntos hidroxilo de la cadena en desarrollo.

Seguidamente, la ADN polimerasa no puede comenzar a sintetizar una exclusiva hebra desde cero. Necesita algo agregada llamado cebador o cebador, que es una molécula formada por unos pocos nucleótidos que da un grupo hidroxilo libre al que la polimerasa puede sumarse y empezar su actividad.

Esta pertence a las diferencias escenciales entre el ADN y la ARN polimerasa, en tanto que esta última puede comenzar la síntesis de cadenas. Una vez más.

Fragmento de Okazaki

La primera característica de la ADN polimerasa mencionada en la sección previo representa la complejidad de la replicación semiconservadora. Al ser las dos cadenas de ADN antiparalelas, una de ellas no se sintetiza de forma continua (debe sintetizarse en el sentido 3'-5 ').

En la cadena retrasada, la síntesis discontinua tiene rincón por medio de la actividad normal de la polimerasa, 5'-3 'y el fragmento final: ¿se nombran fragmentos de Okazaki en la literatura?

Reparación de ADN

El ADN está constantemente expuesto a factores endógenos y exógenos que pueden dañarlo. Este daño puede prevenir la replicación y acumulación, alterar la expresión genética y causar problemas en varios procesos celulares.

Además de su papel en el desarrollo de replicación del ADN, la polimerasa también es una sección clave del mecanismo de reparación del ADN. También pueden actuar como sensores en el período celular y evitar la entrada en la fase de división en caso de daño del ADN.

estructura

En la actualidad, la estructura de varias polimerasas se ha aclarado sobre la base de la investigación cristalográfica. Según su secuencia primaria, las polimerasas se dividen en familias: A, B, C, X y también Y.

Ciertos puntos son recurrentes a todas y cada una de las polimerasas, particularmente los relacionados con el centro catalítico de la enzima.

Estos tienen dentro dos centros activos clave con iones metálicos, con dos residuos de ácido aspártico y un resto variable: ácido aspártico o ácido glutámico, que tienen la posibilidad de coordinarse con los metales. Asimismo hay varios restos cargados alrededor del centro catalítico que se conservan en varias polimerasas.

En procariotas, la ADN polimerasa I es un polipéptido de 103 kd, II es un polipéptido de 88 kd y III se compone de 10 subunidades.

En eucariotas, las enzimas son más grandes y complicadas: α consta de cinco unidades y consta de una subunidad, δ consta de dos subunidades y ε consta de una subunidad. 5.

solicitud

gente de la República de China

La reacción en cadena de la polimerasa (PRC) es utilizada por todos y cada uno de los laboratorios de biología molecular debido a su conveniencia y facilidad. El objetivo de este método es amplificar la molécula de ADN de interés a gran escala.

Para conseguir este propósito, los biólogos usan ADN polimerasas, que no se dañan por el calor (las altas temperaturas son fundamentales para este proceso), para amplificar las moléculas. El resultado de este proceso es una multitud de moléculas de ADN, que se pueden usar para distintos fines.

Una de las aplicaciones clínicas más conocidas de esta tecnología es el diagnóstico médico. La PCR se puede usar para investigar a los pacientes en busca de patógenos y virus.

Antibióticos y antitumorales.

El propósito de una gran variedad de fármacos es apagar el mecanismo de replicación del ADN en organismos patógenos, ya sean virus o bacterias.

Ciertos de estos objetivos son cortar la actividad de la ADN polimerasa. Por ejemplo, el fármaco de quimioterapia citarabina, también llamado citarabina, inactiva la ADN polimerasa.

referencia

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