Ciri -ciri polimerase, struktur dan fungsi

The polimerase Mereka adalah enzim yang fungsinya berkaitan dengan proses replikasi dan transkripsi asid nukleik. Terdapat dua jenis asas enzim ini: polimerase DNA dan polimerase RNA.

Polimerase DNA bertanggungjawab untuk mensintesis rantai DNA baru semasa proses replikasi, menambah nukleotida baru. Mereka adalah enzim besar, kompleks, dan berbeza dalam struktur mereka bergantung kepada sama ada dalam organisma eukariotik atau dalam prokariotik.

Taq Polymerase: Enzim yang digunakan dalam PCR.
Sumber: lijealso [domain awam]

Begitu juga, polimerase RNA bertindak semasa transkripsi DNA, mensintesis molekul RNA. Seperti polimerase DNA, ia terdapat dalam kedua -dua eukariota dan prokariot dan struktur dan kerumitannya berbeza -beza bergantung kepada kumpulan.

Dari perspektif evolusi, adalah wajar.

[TOC]

Dogma pusat biologi molekul

"Dogma" biologi molekul yang begitu banyak menggambarkan pembentukan protein dari gen yang disulitkan dalam DNA dalam tiga langkah: replikasi, transkripsi dan terjemahan.

Proses ini bermula dengan replikasi molekul DNA, di mana dua salinan ini dihasilkan dengan cara separa konservatif. Kemudian, mesej DNA disalin ke molekul RNA, yang dipanggil RNA messenger. Akhirnya, utusan diterjemahkan ke dalam protein oleh jentera ribosom.

Dalam artikel ini kita akan meneroka dua enzim penting yang terlibat dalam dua proses pertama yang disebutkan.

Perlu diingat bahawa terdapat pengecualian untuk dogma pusat. Ramai gen tidak diterjemahkan ke protein, dan dalam beberapa kes aliran maklumat adalah dari RNA ke DNA (seperti dalam retrovirus).

Polimerase DNA

Fungsi

Polimerase DNA adalah enzim yang bertanggungjawab terhadap replikasi tepat genom. Kerja enzim mesti cukup cekap untuk memastikan penyelenggaraan maklumat genetik dan penghantarannya ke generasi akan datang.

Ia boleh melayani anda: mengapa penting untuk menjaga biodiversiti?

Sekiranya kita menganggap saiz genom, itu adalah tugas yang cukup mencabar. Sebagai contoh, jika kita menaikkan tugas menyalin dokumen 100 -page pada komputer kita, kita pasti akan mempunyai ralat (atau lebih, bergantung kepada kepekatan kita) untuk setiap halaman.

Polimerase boleh menambah lebih daripada 700 nukleotida setiap saat, dan hanya salah setiap 10⁹ atau 10¹⁰ nukleotida terbina, nombor yang luar biasa.

Polimerase mesti mempunyai mekanisme yang membolehkan maklumat genom disalin tepat. Oleh itu, terdapat polimerase yang berbeza yang mempunyai keupayaan untuk meniru dan membaiki DNA.

Ciri -ciri dan struktur

Polimerase DNA dalam enzim yang berfungsi dalam arah 5 '-3', dan berfungsi dengan menambahkan nukleotida ke hujung terminal dengan kumpulan bebas -OH.

Salah satu akibat segera ciri-ciri ini adalah bahawa salah satu rantai dapat disintesis tanpa sebarang kesulitan, tetapi bagaimana dengan helai yang perlu disintesis dalam rasa 3'-5 '?

Rantaian ini disintesis dalam apa yang dikenali sebagai serpihan Okazaki. Oleh itu, segmen kecil disintesis dalam arah biasa, 5'-3 ', yang kemudiannya disatukan oleh enzim yang dipanggil ligase.

Secara struktural, DNA polimerase mempunyai dua tapak aktif biasa yang mempunyai ion logam. Di dalamnya kita dapati aspartat dan residu asid amino lain yang menyelaraskan logam.

Lelaki

Secara tradisinya, dalam prokariot tiga jenis polimerase telah dikenal pasti yang dipanggil dengan nombor Rom: i, ii dan iii. Dalam eukariota, lima enzim diiktiraf yang dipanggil dengan huruf abjad Yunani, iaitu: α, β, γ, δ dan ε.

Siasatan terbaru telah mengenal pasti lima jenis DNA dalam Escherichia coli, 8 dalam basuh Saccharomyces cerevisiae dan lebih daripada 15 orang dalam manusia. Dalam keturunan sayur, enzim telah kurang dikaji. Walau bagaimanapun, dalam organisma model Arabidopsis Thalian Kira -kira 12 enzim telah digambarkan.

Boleh melayani anda: Pengeluaran semula aseksual

Aplikasi

Salah satu teknik yang paling banyak digunakan dalam makmal biologi molekul ialah reaksi rantai PCR atau polimerase. Prosedur ini mengambil kesempatan daripada kapasiti pempolimeran pempolimeran untuk menguatkan, dalam beberapa pesanan magnitud, molekul DNA yang ingin kita pelajari.

Dengan kata lain, pada akhir prosedur kita akan mempunyai beribu -ribu salinan DNA putih kita.Kegunaan PCR sangat bervariasi. Ia boleh digunakan untuk penyelidikan saintifik, untuk diagnosis beberapa penyakit atau bahkan dalam ekologi.

Polimerase RNA

Fungsi

Polimerase RNA bertanggungjawab untuk menghasilkan molekul RNA berdasarkan acuan DNA. Transkrip yang dihasilkan adalah salinan yang dilengkapi dengan segmen DNA yang digunakan sebagai acuan.

RNA Messenger bertanggungjawab membawa maklumat kepada ribosom, untuk menghasilkan protein. Mereka juga mengambil bahagian dalam sintesis jenis RNA lain.

Ini tidak boleh bertindak sendiri, anda memerlukan protein yang dipanggil faktor transkripsi untuk dapat melaksanakan fungsi anda dengan jayanya.

Ciri -ciri dan struktur

RNA polimerase adalah kompleks enzimatik yang besar. Mereka lebih kompleks dalam keturunan eukariotik daripada di procariota.

Dalam eukariota, terdapat tiga jenis polimerase: Pol I, II dan III, yang merupakan jentera pusat untuk sintesis Ribosomal, Rasul dan Pemindahan RNA, masing -masing. Sebaliknya, dalam prokariot semua gennya diproses oleh satu jenis polimerase.

Perbezaan antara polimerase DNA dan RNA

Walaupun kedua -dua enzim menggunakan DNA yang sederhana, mereka berbeza dalam tiga aspek utama. Pertama, polimerase DNA memerlukan a Pertama Untuk memulakan replikasi dan sambungkan nukleotida. A Pertama atau Primer adalah molekul yang dibentuk oleh beberapa nukleotida, yang urutannya melengkapi tapak tertentu dalam DNA.

Boleh melayani anda: Arequipa Fauna: Lebih banyak spesies wakil

Primer memberikan percuma untuk polimerase untuk memulakan proses pemangkinnya. Sebaliknya, RNA polimerase boleh memulakan kerja mereka tanpa memerlukan a Pertama.

Kedua, polimerase DNA mempunyai banyak kawasan kesatuan untuk molekul DNA. RNA polimerase hanya boleh disertai dengan gen yang mempromosikan urutan.

Akhirnya, polimerase DNA adalah enzim yang berfungsi dengan kesetiaan yang tinggi. Polimerase RNA terdedah kepada lebih banyak kesilapan, memperkenalkan nukleotida yang salah setiap 10⁴ nukleotida.

Rujukan

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,... & Walter, p. (2015). Biologi sel penting. Sains Garland.
2. Cann, i. K., & Ishino, dan. (1999). Replikasi DNA Archaeal: Mengenal pasti kepingan untuk menyelesaikan teka -teki. Genetik, 152(4), 1249-67.
3. Cooper, g. M., & Hausman, r. Dan. (2004). Sel: pendekatan molekul. Medicinska Naklada.
4. Garcia-diaz, m., & Bayi, k. (2007). Pelbagai fungsi polimerase DNA. Ulasan Kritikal dalam Sains Loji, 26(2), 105-122.
5. Lewin, b. (1975). Ungkapan gen. Buku UMI Mengenai Permintaan.
6. Lodish, h., Berk, a., Darnell, J. Dan., Kaiser, c. Ke., Krieger, m., Scott, m. P.,... & Matsudaira, p. (2008). Biologi sel molekul. Macmillan.
7. Pierce, b. Ke. (2009). Genetik: Pendekatan Konseptual. Ed. Pan -American Medical.
8. Shcherbakova, ms. V., Bebenek, k., & Kunkel, t. Ke. (2003). Fungsi polimerase DNA eukariotik. SAGE SAINS Ke, 2003(8), 3.
9. Steitz, t. Ke. (1999). Polimerase DNA: Kepelbagaian Struktur dan Mekanisme Biasa. Jurnal Kimia Biologi, 274(25), 17395-17398.
10. Wu, s., Janggut, w. Ke., Pedersen, l. G., & Wilson, s. H. (2013). Perbandingan struktur seni bina polimerase DNA mencadangkan pintu masuk nukleotida ke tapak aktif polimerase. Ulasan Kimia, 114(5), 2759-74.