Características, estrutura e funções da polimerase

As Polimerases São enzimas cuja função está relacionada aos processos de replicação e transcrição dos ácidos nucleicos. Existem dois tipos fundamentais dessas enzimas: DNA polimerase e RNA polimerase.

A polimerase de DNA é responsável por sintetizar a nova cadeia de DNA durante o processo de replicação, adicionando novos nucleotídeos. São enzimas grandes e complexas e diferem em sua estrutura, dependendo de estar em um organismo eucariótico ou em um procariótico.

Polimerase Taq: a enzima usada no PCR.
Fonte: Lijealso [Domínio Público]

Da mesma forma, a RNA polimerase atua durante a transcrição do DNA, sintetizando a molécula de RNA. Como a polimerase de DNA, é encontrada em eucariotos e procariontes e sua estrutura e complexidade variam dependendo do grupo.

De uma perspectiva evolutiva, é plausível.

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O dogma central da biologia molecular

O "dogma" de tão chamado biologia molecular descreve a formação de proteínas dos genes criptografados no DNA em três etapas: replicação, transcrição e tradução.

O processo começa com a replicação da molécula de DNA, onde duas cópias são geradas de maneira semi-conservadora. Então, a mensagem de DNA é transcrita para uma molécula de RNA, chamada RNA Messenger. Finalmente, o mensageiro é traduzido em proteínas por máquinas ribossômicas.

Neste artigo, exploraremos duas enzimas cruciais envolvidas nos dois primeiros processos mencionados.

Vale a pena notar que há exceções ao dogma central. Muitos genes não se traduzem em proteínas e, em alguns casos, o fluxo de informações é do RNA para o DNA (como no retrovírus).

Polimerase de DNA

Funções

A polimerase de DNA é a enzima encarregada da replicação exata do genoma. O trabalho enzimático deve ser eficiente o suficiente para garantir a manutenção de informações genéticas e sua transmissão para as próximas gerações.

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Se considerarmos o tamanho do genoma, é uma tarefa bastante desafiadora. Por exemplo, se aumentarmos a tarefa de transcrever um documento de 100 páginas em nosso computador, certamente teremos um erro (ou mais, dependendo de nossa concentração) para cada página.

A polimerase pode adicionar mais de 700 nucleotídeos a cada segundo, e só está errado a cada 10⁹ ou 10¹⁰ nucleotídeos construídos, um número extraordinário.

A polimerase deve ter mecanismos que permitam que as informações do genoma sejam copiadas exatamente. Portanto, existem diferentes polimerases que têm a capacidade de replicar e reparar o DNA.

Características e estrutura

Polimerase de DNA em uma enzima que funciona na direção 5 '-3' e funciona adicionando nucleotídeos ao final do terminal com o grupo livre -OH.

Uma das conseqüências imediatas dessa característica é que uma das cadeias pode ser sintetizada sem qualquer inconveniente, mas e a fita que precisa ser sintetizada em um sentido de 3'-5 '?

Esta cadeia é sintetizada no que é conhecido como fragmentos de Okazaki. Assim, pequenos segmentos são sintetizados em uma direção normal, 5'-3 ', que são posteriormente unidos por uma enzima chamada ligase.

Estruturalmente, o DNA da polimerase tem em comum dois locais ativos que possuem íons metálicos. Neles, encontramos aspartato e outros resíduos de aminoácidos que coordenam metais.

Pessoal

Tradicionalmente, em procariontes, foram identificados três tipos de polimerases que são chamados com números romanos: I, II e III. Nos eucariotos, são reconhecidas cinco enzimas que são chamadas com letras do alfabeto grego, a saber: α, β, γ, δ e ε.

As investigações mais recentes identificaram cinco tipos de DNA em Escherichia coli, 8 Na lavagem Saccharomyces cerevisiae e mais de 15 no ser humano. Na linhagem vegetal, a enzima tem sido menos estudada. No entanto, no organismo modelo Arabidopsis da Tália Cerca de 12 enzimas foram descritas.

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Formulários

Uma das técnicas mais utilizadas nos laboratórios de biologia molecular é a PCR ou a reação em cadeia da polimerase. Este procedimento aproveita a capacidade de polimerização de polimerização para amplificar, em várias ordens de magnitude, uma molécula de DNA que queremos estudar.

Em outras palavras, no final do procedimento, teremos milhares de cópias do nosso DNA branco.Os usos do PCR são muito variados. Pode ser aplicado à pesquisa científica, ao diagnóstico de algumas doenças ou mesmo em ecologia.

RNA polimerase

Funções

A RNA polimerase é responsável por gerar uma molécula de RNA baseada em um molde de DNA. A transcrição resultante é uma cópia que é complementada ao segmento de DNA que foi usado como um molde.

O RNA mensageiro é responsável por trazer as informações ao ribossomo, para gerar uma proteína. Eles também participam da síntese de outros tipos de RNA.

Isso não pode agir sozinho, você precisa de proteínas chamadas fatores de transcrição para poder executar suas funções com sucesso.

Características e estrutura

RNAs de polimerase são grandes complexos enzimáticos. Eles são mais complexos na linhagem eucariótica do que no procariota.

Nos eucariotos, existem três tipos de polimerases: Pol I, II e III, que são as máquinas centrais para a síntese de RNA ribossômico, mensageiro e transferido, respectivamente, respectivamente. Por outro lado, em procariontes, todos os seus genes são processados ​​por um único tipo de polimerase.

Diferenças entre DNA e RNA polimerase

Embora ambas as enzimas usem um temperado de DNA, elas diferem em três aspectos principais. Primeiro, a polimerase de DNA requer um primeiro Para iniciar a replicação e conectar nucleotídeos. A primeiro ou o primer é uma molécula formada por alguns nucleotídeos, cuja sequência é complementar a um local específico no DNA.

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O primer fornece um -Oh gratuito à polimerase para iniciar seu processo catalítico. Por outro lado, os RNAs da polimerase podem começar seu trabalho sem a necessidade de um primeiro.

Segundo, a polimerase de DNA tem várias regiões de união para a molécula de DNA. O RNA da polimerase só pode ser unido para sequências de promoção de genes.

Finalmente, a polimerase de DNA é uma enzima que faz seu trabalho com alta fidelidade. A RNA polimerase é suscetível a mais erros, introduzindo um nucleotídeo errado a cada 10⁴ nucleotídeos.

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