Karakteristik, struktur dan fungsi polimerase

Itu polimerase Mereka adalah enzim yang fungsinya terkait dengan proses replikasi dan transkripsi asam nukleat. Ada dua jenis mendasar dari enzim ini: DNA polimerase dan RNA polimerase.

DNA polimerase bertanggung jawab untuk mensintesis rantai DNA baru selama proses replikasi, menambahkan nukleotida baru. Mereka adalah enzim besar dan kompleks, dan berbeda dalam strukturnya tergantung pada apakah itu dalam organisme eukariotik atau dalam prokariotik.

Taq polimerase: enzim yang digunakan dalam PCR.
Sumber: Lijealso [domain publik]

Demikian pula, RNA polimerase bekerja selama transkripsi DNA, mensintesis molekul RNA. Seperti DNA polimerase, ditemukan pada eukariota dan prokariota dan struktur dan kompleksitasnya bervariasi tergantung pada kelompok.

Dari perspektif evolusi, itu masuk akal.

[TOC]

Dogma sentral biologi molekuler

"Dogma" yang disebut SO dari biologi molekuler menggambarkan pembentukan protein dari gen yang dienkripsi dalam DNA dalam tiga langkah: replikasi, transkripsi dan terjemahan.

Proses dimulai dengan replikasi molekul DNA, di mana dua salinan ini dihasilkan dengan cara semi-konservatif. Kemudian, pesan DNA ditranskripsi ke molekul RNA, yang disebut messenger RNA. Akhirnya, messenger diterjemahkan ke dalam protein oleh mesin ribosom.

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

Perlu dicatat bahwa ada pengecualian untuk dogma pusat. Banyak gen tidak diterjemahkan menjadi protein, dan dalam beberapa kasus aliran informasi dari RNA ke DNA (seperti dalam retrovirus).

DNA polimerase

Fungsi

DNA polimerase adalah enzim yang bertanggung jawab dari replikasi genom yang tepat. Pekerjaan enzim harus cukup efisien untuk memastikan pemeliharaan informasi genetik dan transmisinya ke generasi berikutnya.

Itu dapat melayani Anda: mengapa penting untuk mengurus keanekaragaman hayati?

Jika kita mempertimbangkan ukuran genom, itu adalah tugas yang cukup menantang. Misalnya, jika kami menaikkan tugas menyalin dokumen 100 halaman di komputer kami, kami pasti akan memiliki kesalahan (atau lebih, tergantung pada konsentrasi kami) untuk setiap halaman.

Polimerase dapat menambah lebih dari 700 nukleotida setiap detik, dan itu hanya salah setiap 10⁹ atau 10¹⁰ Nukleotida yang dibangun, jumlah yang luar biasa.

Polimerase harus memiliki mekanisme yang memungkinkan informasi genom disalin dengan tepat. Oleh karena itu, ada berbagai polimerase yang memiliki kemampuan untuk mereplikasi dan memperbaiki DNA.

Karakteristik dan Struktur

DNA polimerase dalam enzim yang bekerja dalam arah 5 '-3', dan bekerja dengan menambahkan nukleotida ke ujung terminal dengan kelompok bebas -oh.

Salah satu konsekuensi langsung dari karakteristik ini adalah bahwa salah satu rantai dapat disintesis tanpa ketidaknyamanan, tetapi bagaimana dengan untaian yang perlu disintesis dalam pengertian 3'-5 '?

Rantai ini disintesis dalam apa yang dikenal sebagai fragmen Okazaki. Dengan demikian, segmen kecil disintesis dalam arah normal, 5'-3 ', yang kemudian disatukan oleh enzim yang disebut ligase.

Secara struktural, DNA polimerase memiliki dua situs aktif yang memiliki ion logam. Di dalamnya kami menemukan aspartat dan residu asam amino lainnya yang mengoordinasikan logam.

Teman-teman

Secara tradisional, dalam prokariota tiga jenis polimerase telah diidentifikasi yang disebut dengan bilangan Romawi: I, II dan III. Dalam eukariota, lima enzim diakui yang disebut dengan huruf alfabet Yunani, yaitu: α, β, γ, Δ dan ε.

Investigasi terbaru telah mengidentifikasi lima jenis DNA di Escherichia coli, 8 di Washing Saccharomyces cerevisiae dan lebih dari 15 dalam manusia. Di garis keturunan sayuran, enzim telah kurang dipelajari. Namun, dalam model organisme Arabidopsis Thalia Sekitar 12 enzim telah dijelaskan.

Dapat melayani Anda: reproduksi aseksual

Aplikasi

Salah satu teknik yang paling banyak digunakan di laboratorium biologi molekuler adalah PCR atau reaksi berantai polimerase. Prosedur ini memanfaatkan kapasitas polimerisasi polimerisasi untuk memperkuat, dalam beberapa urutan besarnya, molekul DNA yang ingin kami pelajari.

Dengan kata lain, di akhir prosedur kami akan memiliki ribuan salinan DNA putih kami.Penggunaan PCR sangat bervariasi. Ini dapat diterapkan pada penelitian ilmiah, pada diagnosis beberapa penyakit atau bahkan dalam ekologi.

RNA polimerase

Fungsi

RNA polimerase bertanggung jawab untuk menghasilkan molekul RNA berdasarkan jamur DNA. Transkrip yang dihasilkan adalah salinan yang dilengkapi dengan segmen DNA yang digunakan sebagai cetakan.

RNA messenger bertugas membawa informasi ke ribosom, untuk menghasilkan protein. Mereka juga berpartisipasi dalam sintesis jenis RNA lainnya.

Ini tidak dapat bertindak sendiri, Anda membutuhkan protein yang disebut faktor transkripsi untuk dapat menjalankan fungsi Anda dengan sukses.

Karakteristik dan Struktur

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

Dalam eukariota, ada tiga jenis polimerase: Pol I, II dan III, yang merupakan mesin pusat untuk sintesis ribosom, messenger dan transfer RNA, masing -masing. Sebaliknya, dalam prokariota semua gennya diproses oleh jenis polimerase tunggal.

Perbedaan antara DNA dan RNA polimerase

Meskipun kedua enzim menggunakan DNA sedang, mereka berbeda dalam tiga aspek utama. Pertama, DNA polimerase membutuhkan a Pertama Untuk memulai replikasi dan menghubungkan nukleotida. A Pertama atau primer adalah molekul yang dibentuk oleh beberapa nukleotida, yang urutannya melengkapi situs tertentu dalam DNA.

Dapat melayani Anda: fauna Arequipa: spesies yang lebih representatif

Primer memberikan -OH gratis untuk polimerase untuk memulai proses katalitiknya. Sebaliknya, RNA polimerase dapat memulai pekerjaan mereka tanpa perlu a Pertama.

Kedua, DNA polimerase memiliki banyak daerah penyatuan untuk molekul DNA. RNA polimerase hanya dapat bergabung dengan urutan promosi gen.

Akhirnya, DNA polimerase adalah enzim yang melakukan pekerjaannya dengan kesetiaan tinggi. RNA polimerase rentan terhadap lebih banyak kesalahan, memperkenalkan nukleotida yang salah setiap 10⁴ nukleotida.

Referensi

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Biologi Sel Esensial. Ilmu Garland.
2. Cann, i. K., & Ishino, dan. (1999). Replikasi DNA Archaeal: Mengidentifikasi potongan -potongan untuk memecahkan teka -teki. Genetika, 152(4), 1249-67.
3. Cooper, g. M., & Hausman, R. DAN. (2004). Sel: pendekatan molekuler. Medicinska Naklada.
4. Garcia-Diaz, m., & Sayang, k. (2007). Beberapa fungsi DNA polimerase. Ulasan Kritis dalam Ilmu Tanaman, 26(2), 105-122.
5. Lewin, b. (1975). Ekspresi gen. Buku UMI sesuai 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). Genetika: Pendekatan Konseptual. Ed. Pan -American Medical.
8. Shcherbakova, hlm. V., Bebenek, k., & Kunkel, T. KE. (2003). Fungsi Eukariotik DNA polimerase. Sains sage ke, 2003(8), 3.
9. Steitz, t. KE. (1999). DNA polimerase: keragaman struktural dan mekanisme umum. Jurnal Kimia Biologis, 274(25), 17395-17398.
10. Wu, s., Jenggot, w. KE., Pedersen, l. G., & Wilson, s. H. (2013). Perbandingan Struktural Arsitektur DNA polimerase menunjukkan gateway nukleotida ke situs aktif polimerase. Ulasan Kimia, 114(5), 2759-74.