DNA polymerase

DNA polymerase - Et enzym som kopierer en DNA-tråd og lager en komplementær tråd. Enzymet kan bare lage DNA i 5´til 3´-retning og kan ikke starte en ny kjede alene siden de bare hekter på nukleotider til en allerede eksisterende 3´-OH-gruppe. Derfor er en primer, oftest et kort stykke med RNA laget av en primase, nødvendig. DNA polymerase III er det primære enzymet som virker i replikasjonsgaffelen.

Helicase er et ATP-avhengig enzym som tvinner opp et lite stykke av DNA slik at det blir enkelttråder. Enkelttrådbindende proteiner bindes slik at hydrogenbindingene ikke gjendannes. Lag-tråden får ingen fri OH-gruppe i motsetning til den andre tråden, og på denne må det lages primer. DNA polymerase I fjerner RNA vha. eksonukleaseaktivitet (en 5´-3´-eksonuklease som også kan reparere feil) og bitene skjøtes med DNA ligase. Korrekturlesing kan skje vha. DNA polymerase III som også inneholder en 3´-5´eksonuklease som kan fjerne baser som er feil innsatt.

DNA-replikasjon hos bakterier

Mye av kunnskapen om DNA-replikasjon kommer fra studier av bakterier. Hos bakterien Escherichia coli er det minst fem forskjellige DNA-polymeraser. DNA-polymerase I , II, og III deltar i korrekturlesing reparasjon av DNA under kopieringen og inneholder 3’-5’eksonuklease. DNA-polymerase I inneholder i tillegg 5’-3’eksonuklease.  DNA-polymerase III har hovedfunksjon i DNA-replikasjon. DNA polymerase IV og V deltar i DNA-reparasjon, men har ikke eksonuklease. Når DNA polymerase beveger seg langs DNA atskilles de to DNA-trådene i heliksen av en helikase med energi fra ATP. Det mekaniske stresset som oppstår når DNA-trådene tvinnes opp fjernes via topoisomerase II (DNA-gyrase). De atskilte trådene blir stabilisert av DNA-bindende proteiner. Dette er flere enzymer (metylase, DnaA som er en AAA+ATPase) og proteiner som danner et replisom. I tillegg finnes primase (DnaG) som lager RNA-primer. RNA-primer blir fjernet via enzymet RNase H1 og erstattet med DNA. DNA-ligase limer sammen trådene. Replikasjonen har et startsted, OriC, og replikasjonen skjer motsatt vei i det sirkulære bakteriekomosomet. Primasomet som tvinner opp replikasjonsgaffelen innholder enzymene DnaB helikase og DnaG (RNA-primase), Replikasjonen er semikonservativ og DNA-polymerase kopierer den ene tråden kontinuerlig og den andre diskontinuerlig ved å lage Okazakifragmenter som skjøtes i sammen.

Hos dobbelttrådet DNA-virus e.g. herpes simplex virus har en DNA-polymerase som hemmes av acyclovir, et guanin med en ufullstendig ribose.

DNA-replikasjon hos eukaryoter

Mye av det samme skjer hos eukaryoter, men systemene er ennå mer komplekse. Det er flere DNA-polymeraser α, δ, ε. DNA-replikasjonen er styrt i cellesyklus av cykliner og cyklinavhengige kinaser. Hvor det dannes et pre-replikatorkompleks i slutten av M-fase.

 
Publisert 4. feb. 2011 10:15 - Sist endret 21. des. 2020 14:18