ДНК полимераза

ДНК полимераза је ензим који асистира при ДНК репликацији. Ензим катализује полимеризациону реакцију деоксирибонуклеотида на ланцима ДНК молекула, које ензими читају и користе као калуп. Новонастали полимеризовани молекул је комплементаран ланцу који је коришћен као калуп.

ДНК полимераза

Сви ензими ДНК полимеразе синтетишу ДНК молекул у правцу 5' → 3'. До сада није нађен ни један ензим ДНК полимеразе који може да започне нови ланац у супротном правцу. Ензим помаже при додавању нових нуклеотида на већ постојећу 3-ОН групу. Због овога ензиму је потребан прајмер, на који може да надовеже први нуклеотид. Прајмери су састављени од ДНК и РНК база, и ситетисани су од стране ензима примаза. Ензим који се зове хеликаза има улогу да расплете молекул ДНК при чему долази до раскидања водоничних веза међу базама у нуклетидима, и претвори га од спирално увијених ланаца у линеарни молекул. При томе улогу играју и тзв. SSB (енгл. single strand binding) протеини који се везују са расплетени ланац и спречавају поновно заузимање спиралне конформације пре завршетка репликације.

ДНК полимераза је холоензим, јер је присуство јона магнезијума неопходно као кофактор, како би ензим постао активан. Без јона магнезијума, ензим се назива апоензим.

Поправљање грешака при препликацији ДНК молекула је један од улога неких ДНК полимераза (за које се каже да врше едиторску функцију), али не свих.

Неки вируси такође кодирају за специјалне ДНК Полимеразе који могу селективно да репликују вирални ДНК. Ретровируси имају гене који кодирају за необични ензим ДНК Полимеразе који се зове обрнута транскриптаза (енглески Reverse Transcriptase и обично се обележава скраћеницом RT), и тај ензим зависи од РНК, али је ипак ДНК Полимераза, што значи да полимеризује ДНК молекул, а притом користи РНК као калуп.

Бактерије

Бактерије поседују четири нама познатих ДНК Полимераза:

• Pol I: има улогу у поправљању грешака ДНК молекула и има могућност да сече у правцу 5'→ 3' и 3'→ 5'. Веома је важна за уклањање РНК почетница, мада ово може да изврши и специфичан ензим - Rnaza H
• Pol II: има улогу у репликацији оштећеног ДНК моелкула и чита у правцу 5'→ 3'
• Pol III: је главни ензим за репликацију ДНК молекула
• Pol IV: поправљају погрешно постављане нуклеотиде, али им је стопа ефикасности ниска

Еукариоте

Код еукариота је до сада познато пет ДНК Полимераза:

• Pol α: има улогу ензима примазе, тј. синтетише РНК прајмер. Након елонгације и неколико стотина нуклеотида, ДНК Полимеразе δ и ε се активирају инаставе елонгацију молекула.
• Pol β: има улогу у коректовању погрешно надовезаних нуклеотида.
• Pol γ: репликује митохондријски ДНК.
• Pol δ: има примарну улогу у ДНК репликацији, и чита у правцу 5'→ 3'
• Pol ε: видети ДНК Полимеразу δ

Интересантно је да ниједна од до сада откривених ДНК полимераза нема 3'→ 5' егзонуклеазну активност што упућује на закључак да су прокариоти развили за сада неразјашњење механизме уклањања РНК почетница.

Литература

• Думановић, Ј, маринковић, Д, Денић, М: Генетички речник, Београд, 1985.
• Косановић, М, Диклић, В: Одабрана поглавља из хумане генетике, Београд, 1986.
• Лазаревић, М: Огледи из медицинске генетике, Београд, 1986.
• Маринковић, Д, Туцић, Н, Кекић, В: Генетика, Научна књига, Београд
• Матић, Гордана: Основи молекуларне биологије, Завет, Београд, 1997.
• Прентис С: Биотехнологија, Школска књига, Загреб, 1991.
• Ридли, М: Геном - аутобиографија врсте у 23 поглавља, Плато, Београд, 2001.
• Татић, С, Костић, Г, Татић, Б: Хумани геном, ЗУНС, Београд, 2002.
• Туцић, Н, Матић, Гордана: О генима и људима, Центар за примењену психологију, Београд, 2002.
• Швоб, Т. и срадници: Основи опће и хумане генетике, Школска књига, Загреб, 1990.
• Шербан, Нада: ћелија - структуре и облици, ЗУНС, Београд, 2001
• Nicholas C. Price; Lewis Stevens (1999). Fundamentals of Enzymology: The Cell and Molecular Biology of Catalytic Proteins (Third изд.). USA: Oxford University Press. ISBN 019850229X. 
• Eric J. Toone (2006). Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology, Protein Evolution (Volume 75 изд.). Wiley-Interscience. ISBN 0471205036. 
• Branden C; Tooze J. Introduction to Protein Structure. New York, NY: Garland Publishing. ISBN 0-8153-2305-0. 
• Irwin H. Segel. Enzyme Kinetics: Behavior and Analysis of Rapid Equilibrium and Steady-State Enzyme Systems (Book 44 изд.). Wiley Classics Library. ISBN 0471303097. 
• William P. Jencks (1987). Catalysis in Chemistry and Enzymology. Dover Publications. ISBN 0486654605.