Polymeraseeigenschaften, Struktur und Funktionen

Der Polymerasen Sie sind Enzyme, deren Funktion mit den Replikations- und Transkriptionsprozessen von Nukleinsäuren zusammenhängt. Es gibt zwei grundlegende Arten dieser Enzyme: DNA -Polymerase und RNA -Polymerase.

Die DNA -Polymerase ist für die Synthese der neuen DNA -Kette während des Replikationsprozesses verantwortlich und addiert neue Nukleotide. Sie sind große, komplexe Enzyme und unterscheiden.

Taq -Polymerase: Das in der PCR verwendete Enzym.
Quelle: Lijealso [Public Domain]

In ähnlicher Weise wirkt RNA -Polymerase während der DNA -Transkription und synthetisiert das RNA -Molekül. Wie die DNA -Polymerase findet es sowohl in Eukaryoten als auch in Prokaryoten, und ihre Struktur und Komplexität variiert je nach Gruppe.

Aus evolutionärer Perspektive ist es plausibel.

[TOC]

Das zentrale Dogma der molekularen Biologie

Das sogenannte "Dogma" der molekularen Biologie beschreibt die Bildung von Proteinen aus den in der DNA in der DNA verschlüsselten Gene: Replikation, Transkription und Translation.

Der Prozess beginnt mit der Replikation des DNA-Moleküls, wobei zwei Kopien davon semi-konservativ erzeugt werden. Dann wird die DNA -Nachricht in ein RNA -Molekül transkribiert, das als Messenger -RNA bezeichnet wird. Schließlich wird der Bote durch ribosomale Maschinen in Proteine ​​übersetzt.

In diesem Artikel werden wir zwei wichtige Enzyme untersuchen, die an den ersten beiden genannten Prozessen beteiligt sind.

Es ist erwähnenswert, dass es Ausnahmen von zentralem Dogma gibt. Viele Gene übersetzen nicht in Proteine, und in einigen Fällen ist der Informationsfluss von RNA zu DNA (wie im Retrovirus).

DNA -Polymerase

Funktionen

Die DNA -Polymerase ist das Enzym, das für die genaue Replikation des Genoms zuständig ist. Die Enzymarbeit muss effizient genug sein, um die Aufrechterhaltung genetischer Informationen und ihre Übertragung auf die nächsten Generationen zu gewährleisten.

Es kann Ihnen dienen: Warum ist es wichtig, sich um die biologische Vielfalt zu kümmern?

Wenn wir die Größe des Genoms betrachten, ist es eine ziemlich herausfordernde Aufgabe. Wenn wir beispielsweise die Aufgabe der Transkription eines 100 -Seiten -Dokuments auf unserem Computer erhöhen, haben wir sicherlich einen Fehler (oder mehr, abhängig von unserer Konzentration) für jede Seite sicherlich einen Fehler.

Polymerase kann jede Sekunde mehr als 700 Nukleotide hinzufügen, und es ist nur alle 10 falsch⁹ oder 10¹⁰ gebaute Nukleotide, eine außergewöhnliche Zahl.

Polymerase muss Mechanismen haben, mit denen die Genominformationen genau kopiert werden können. Daher gibt es verschiedene Polymerasen, die die Fähigkeit haben, DNA zu replizieren und zu reparieren.

Eigenschaften und Struktur

DNA -Polymerase in einem Enzym, das in 5 '-3' Richtung arbeitet, und durch Zugabe von Nukleotiden zum terminalen Ende mit der freien Gruppe -OH.

Eine der unmittelbaren Konsequenzen dieses Merkmals ist, dass eine der Ketten ohne Unannehmlichkeiten synthetisiert werden kann, aber was ist mit dem Strang, der im Sinne von 3'-5 'synthetisiert werden muss?

Diese Kette wird in den sogenannten Okazaki -Fragmenten synthetisiert. Somit werden kleine Segmente in einer normalen Richtung, 5'-3 ', synthetisiert, die anschließend durch ein Enzym namens Ligase vereint werden.

Strukturell haben Polymerase -DNA in gemeinsamen zwei aktiven Stellen mit Metallionen. In ihnen finden wir Aspartat und andere Aminosäurereste, die Metalle koordinieren.

Leute

Traditionell wurden in Prokaryoten drei Arten von Polymerasen identifiziert, die mit römischen Zahlen aufgerufen werden: I, II und III. In Eukaryoten werden fünf Enzyme erkannt, die mit Buchstaben des griechischen Alphabets aufgerufen werden, nämlich: α, β, γ, δ und ε.

Die jüngsten Untersuchungen haben fünf DNA -Arten in identifiziert Escherichia coli, 8 im Waschen Saccharomyces cerevisiae und mehr als 15 im Menschen. In der Gemüselinie wurde das Enzym weniger untersucht. Im Modell Organismus jedoch Thalian arabidopsis Etwa 12 Enzyme wurden beschrieben.

Kann Ihnen dienen: asexuelle Reproduktion

Anwendungen

Eine der am häufigsten verwendeten Techniken in molekularen Biologielabors ist die PCR- oder Polymerase -Kettenreaktion. Dieses Verfahren nutzt die Polymerisationspolymerisationskapazität zur Verstärkung in mehreren Größenordnungen einem DNA -Molekül, das wir untersuchen möchten.

Mit anderen Worten, am Ende des Verfahrens werden wir Tausende von Kopien unserer weißen DNA haben.Die Verwendung der PCR ist sehr unterschiedlich. Es kann auf die wissenschaftliche Forschung, auf die Diagnose einiger Krankheiten oder sogar in der Ökologie angewendet werden.

RNA -Polymerase

Funktionen

Die RNA -Polymerase ist für die Erzeugung eines RNA -Moleküls verantwortlich. Das resultierende Transkript ist eine Kopie, die zum DNA -Segment ergänzt wird, das als Form verwendet wurde.

Die Messenger -RNA ist dafür verantwortlich, die Informationen in das Ribosom zu bringen, um ein Protein zu erzeugen. Sie nehmen auch an der Synthese anderer Arten von RNA teil.

Dies kann nicht alleine handeln. Sie benötigen Protein, die als Transkriptionsfaktoren bezeichnet werden, um Ihre Funktionen erfolgreich auszuführen.

Eigenschaften und Struktur

Polymerase -RNAs sind große enzymatische Komplexe. Sie sind in der eukaryotischen Linie komplexer als in der Procariota.

In Eukaryoten gibt es drei Arten von Polymerasen: Pol I, II und III, die die zentrale Maschinerie für die Synthese von Ribosomal-, Messenger- und Transfer -RNA sind. Im Gegensatz dazu werden in Prokaryoten alle ihre Gene von einer einzigen Polymerase -Art verarbeitet.

Unterschiede zwischen DNA- und RNA -Polymerase

Obwohl beide Enzyme ein Temperatur von DNA verwenden, unterscheiden sie sich in drei Schlüsselaspekten. Erstens erfordert die DNA -Polymerase a Erste Um mit der Replikation zu beginnen und Nukleotide zu verbinden. A Erste oder Primer ist ein Molekül, das von wenigen Nukleotiden gebildet wird, deren Sequenz zu einer bestimmten Stelle in DNA komplementär ist.

Kann Ihnen dienen: arequipa fauna: repräsentativere Arten

Der Primer verleiht Polymerase einen freien -oh, um seinen katalytischen Prozess zu beginnen. Im Gegensatz dazu können Polymerase -RNAs ihre Arbeit beginnen, ohne dass ein erforderlich ist Erste.

Zweitens hat die DNA -Polymerase mehrere Gewerkschaftsregionen zum DNA -Molekül. Polymerase -RNA können nur mit Genförderungssequenzen verbunden werden.

Schließlich ist die DNA -Polymerase ein Enzym, das seine Arbeit mit hoher Treue erledigt. Die RNA -Polymerase ist anfällig für weitere Fehler und führt alle 10 ein falsches Nukleotid ein⁴ Nukleotide.

Verweise

1. Alberts, geb., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Essentielle Zellbiologie. Garlandwissenschaft.
2. Cann, ich. K., & Ishino und. (1999). Archaeale DNA -Replikation: Identifizieren der Teile, um ein Puzzle zu lösen. Genetik, 152(4), 1249-67.
3. Cooper, g. M., & Hausman, r. UND. (2004). Die Zelle: Molekulare Angehen. Medicinska Naklada.
4. Garcia-Diaz, m., & Baby, k. (2007). Mehrere Funktionen von DNA -Polymerasen. Kritische Bewertungen in Pflanzenwissenschaften, 26(2), 105-122.
5. Lewin, geb. (1975). Genexpression. Umi -Bücher auf Anfrage.
6. Lodisch, h., Berk, a., Darnell, J. UND., Kaiser, c. ZU., Krieger, m., Scott, m. P.,… & Matsudaira, p. (2008). Molekulare Zellbiologie. Macmillan.
7. Pierce, b. ZU. (2009). Genetik: ein konzeptioneller Ansatz. Ed. Pan -American Medical.
8. Shcherbakova, p. V., Bebenk, k., & Kunkel, t. ZU. (2003). Funktionen eukaryotischer DNA -Polymerasen. Sage Ke der Wissenschaft, 2003(8), 3.
9. Steitz, t. ZU. (1999). DNA -Polymerasen: Strukturvielfalt und gemeinsame Mechanismen. Zeitschrift für Biologische Chemie, 274(25), 17395-17398.
10. Wu, s., Bart, w. ZU., Pedersen, l. G., & Wilson, s. H. (2013). Der strukturelle Vergleich der DNA -Polymerase -Architektur legt ein Nukleotid -Gateway zum aktiven Standort der Polymerase nahe. Chemische Bewertungen, 114(5), 2759-74.