Caratteristiche, struttura e funzioni della polimerasi

IL polimerasi Sono enzimi la cui funzione è correlata ai processi di replicazione e trascrizione degli acidi nucleici. Esistono due tipi fondamentali di questi enzimi: DNA polimerasi e RNA polimerasi.

La DNA polimerasi è responsabile della sintesi della nuova catena di DNA durante il processo di replica, aggiungendo nuovi nucleotidi. Sono grandi enzimi complessi e differiscono nella loro struttura a seconda che si tratti di un organismo eucariotico o in un procariotico.

Taq polimerasi: l'enzima utilizzato nella PCR.
Fonte: Lijealso [dominio pubblico]

Allo stesso modo, l'RNA polimerasi agisce durante la trascrizione del DNA, sintetizzando la molecola di RNA. Come la DNA polimerasi, si trova sia negli eucarioti che in procarioti e la sua struttura e complessità varia a seconda del gruppo.

Da una prospettiva evolutiva, è plausibile.

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Il dogma centrale della biologia molecolare

Il "dogma" così chiamato della biologia molecolare descrive la formazione di proteine ​​dai geni crittografati nel DNA in tre fasi: replicazione, trascrizione e traduzione.

Il processo inizia con la replicazione della molecola di DNA, in cui due copie di questo sono generate in modo semi-conservativo. Quindi, il messaggio DNA viene trascritto a una molecola di RNA, chiamata RNA Messenger. Infine, il messaggero viene tradotto in proteine ​​da macchinari ribosomiali.

In questo articolo esploreremo due enzimi cruciali coinvolti nei primi due processi menzionati.

Vale la pena notare che ci sono eccezioni al dogma centrale. Molti geni non si traducono in proteine ​​e in alcuni casi il flusso di informazioni è dall'RNA al DNA (come in Retrovirus).

DNA polimerasi

Funzioni

La DNA polimerasi è l'enzima responsabile dell'esatta replica del genoma. Il lavoro enzimatico deve essere abbastanza efficiente per garantire il mantenimento delle informazioni genetiche e la sua trasmissione alle generazioni successive.

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Se consideriamo le dimensioni del genoma, è un compito abbastanza impegnativo. Ad esempio, se solleviamo il compito di trascrivere un documento di 100 pagine sul nostro computer, avremo sicuramente un errore (o più, a seconda della nostra concentrazione) per ogni pagina.

La polimerasi può aggiungere più di 700 nucleotidi ogni secondo, ed è sbagliato solo ogni 10⁹ o 10¹⁰ costruito -in nucleotidi, un numero straordinario.

La polimerasi deve avere meccanismi che consentano di copiare esattamente le informazioni del genoma. Pertanto, esistono diverse polimerasi che hanno la capacità di replicare e riparare il DNA.

Caratteristiche e struttura

DNA polimerasi in un enzima che funziona in direzione 5 '-3' e funziona aggiungendo nucleotidi all'estremità terminale con il gruppo libero -OH.

Una delle conseguenze immediate di questa caratteristica è che una delle catene può essere sintetizzata senza alcun inconveniente, ma che dire del filo che deve essere sintetizzato in un senso 3-5 '?

Questa catena è sintetizzata in quelli che sono conosciuti come frammenti di Okazaki. Pertanto, i piccoli segmenti vengono sintetizzati in una direzione normale, 5'-3 ', che sono successivamente uniti da un enzima chiamato ligasi.

Strutturalmente, il DNA polimerasi ha in comune due siti attivi che hanno ioni metallici. In loro troviamo asparti e altri residui di aminoacidi che coordinano i metalli.

Ragazzi

Tradizionalmente, in Prokaryotes sono stati identificati tre tipi di polimerasi che vengono chiamati con il numero romano: I, II e III. Negli eucarioti, vengono riconosciuti cinque enzimi che vengono chiamati con lettere dell'alfabeto greco, vale a dire: α, β, γ, Δ e ε.

Le indagini più recenti hanno identificato cinque tipi di DNA in Escherichia coli, 8 nel lavaggio Saccharomyces cerevisiae e più di 15 nell'essere umano. Nel lignaggio vegetale, l'enzima è stato meno studiato. Tuttavia, nell'organismo modello Thalian Arabidopsis Sono stati descritti circa 12 enzimi.

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Applicazioni

Una delle tecniche più utilizzate nei laboratori di biologia molecolare è la reazione a catena PCR o polimerasi. Questa procedura sfrutta la capacità di polimerizzazione della polimerizzazione per amplificare, in diversi ordini di grandezza, una molecola di DNA che vogliamo studiare.

In altre parole, alla fine della procedura avremo migliaia di copie del nostro DNA bianco.Gli usi della PCR sono molto vari. Può essere applicato alla ricerca scientifica, alla diagnosi di alcune malattie o persino in ecologia.

RNA polimerasi

Funzioni

L'RNA polimerasi è responsabile della generazione di una molecola di RNA basata su uno stampo di DNA. La trascrizione risultante è una copia integrata al segmento del DNA che è stato usato come stampo.

L'RNA Messenger è incaricato di portare le informazioni al ribosoma, per generare una proteina. Partecipano anche alla sintesi di altri tipi di RNA.

Questo non può agire da solo, hai bisogno di proteine ​​chiamate fattori di trascrizione per essere in grado di eseguire correttamente le tue funzioni.

Caratteristiche e struttura

Gli RNA di polimerasi sono grandi complessi enzimatici. Sono più complessi nel lignaggio eucariotico che nel procariota.

Negli eucarioti, ci sono tre tipi di polimerasi: pol I, II e III, che sono i macchinari centrali per la sintesi di ribosomiale, messaggero e RNA di trasferimento, rispettivamente. Al contrario, nei procarioti tutti i suoi geni vengono elaborati da un singolo tipo di polimerasi.

Differenze tra DNA e RNA polimerasi

Sebbene entrambi gli enzimi utilizzino un temperato di DNA, differiscono in tre aspetti chiave. Innanzitutto, il DNA polimerasi richiede un Primo Per avviare la replica e collegare i nucleotidi. UN Primo o il primer è una molecola formata da alcuni nucleotidi, la cui sequenza è complementare a un sito specifico nel DNA.

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Il primer dà un -oh libero alla polimerasi per iniziare il suo processo catalitico. Al contrario, gli RNA di polimerasi possono iniziare il loro lavoro senza la necessità di un Primo.

In secondo luogo, la DNA polimerasi ha più regioni di unione per la molecola di DNA. La polimerasi RNA può essere unita solo alle sequenze di promozione genica.

Infine, la DNA polimerasi è un enzima che fa il suo lavoro con alta fedeltà. L'RNA polimerasi è suscettibile a più errori, introducendo un nucleotide sbagliato ogni 10⁴ nucleotidi.

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