DNA polymeráza: Rozdiel medzi revíziami

'''DNA polymerázy''' sú [[enzým]]y schopné syntetizovať nové vlákno [[deoxyribonukleová kyselina|DNA]] na základe predlohy vo forme vlákna [[Komplementarita|komplementárneho]] avlákna. ichIch rola v bunke spočíva v [[replikácia DNA|replikácii]] DNA. Existuje niekoľko [[prokaryoty|prokaryotických]] a [[eukaryoty|eukaryotických]] DNA polymeráz, ktoré sa navzájom odlišujú presnosťou replikácie, schopnosťou opravovať spôsobené chyby a schopnosťou odbúravať vlákno na 5' konci DNA. Ich spoločnou vlastnosťou, ktorá je daná ich funkciou, je schopnosť pripájať [[deoxyribonukleotid]] monofosfáty (dNMP) k 3'-OH koncu syntetizovaného reťazca. Spôsobujú tak [[Polymerizácia|polymeráciu]] jedného vlákna DNA v smere od 5' konca ku 3' koncu, hovorí sa teda, že majú 5'-3' polymerázovú aktivitu <ref name=Lehn>{{Citácia knihy | priezvisko = Nelson| meno = David L.| priezvisko2 = Cox | meno2 = Michael M. | titul = Lehninger Principles of Biochemistry| rok = 2013 | vydanie = 6 | miesto = New York | vydavateľ = W. H. Freeman and Company | isbn = 978-1-4641-0962-1 | jazyk = anglicky }}</ref>.

Podobne, ako iné enzýmy interagujúce s DNA, potrebuje DNA polymeráza pre svoju aktivitu [[horčík|horečnaté]] katióny[[katión]]y Mg⁺, ktoré stabilizujú záporne nabité fosfátové[[fosfát]]ové skupiny DNA. Monoméry DNA sa reakcie polymerácie zúčastňujú ako deoxyribonukleotid trifosfáty a energia pre tvorbu fosfodiesterovej väzby medzi fosfátom a voľnou 3'-OH skupinou syntetizovaného vlákna je dodaná rozštiepením začleňovaného deoxynukleotid trifosfátu na deoxynukleotid monofosfát a [[pyrofosfát]].<ref name=Lehn/>

DNA polymeráza I je prvou DNA polymerázou izolovanou z bakteriálneho kmeňa ''[[E. coli]]''. Už krátko po jej objave vyšlo najavo, že nie je vhodná pre replikáciu celého genómu[[genóm]]u ''E. coli'' - jej nameraná rýchlosť je 100x pomalšia ako rýchlosť pohybu [[replikačná vidlička|replikačnej vidličky]] a má veľmi nízku procesivitu (schopnosť vykonávať činnosť nepretržite). Na rozdiel od ostatných polymeráz však má 5'-3' exonukleázovú aktivitu, vďaka ktorej môže odbúravať nukleotidy (či už DNA alebo [[RNA]] vlákna), ktoré by inak bránili polymeráze v pohybe v smere od 5' konca ku 3' koncu syntetizovaného vlákna. Vďaka tejto schopnosti hrá DNA polymeráza I rolu v odbúravaní [[primer]]ov, [[rekombinácia DNA|rekombinácii]] a pri oprave DNA. 5'-3' exonukleázovú aktivitu zabezpečuje malý fragment, ktorý je možné od zvyšku enzýmu oddeliť miernou [[proteolýza|proteolýzou]]. Zvyšok enzýmu (tzv. veľký alebo Klenowov fragment) si v takom prípade zachováva 5'-3' polymerázovú a 3'-5' exonukleázovú aktivitu.<ref name=Lehn/>

DNA polymeráza II, na rozdiel od DNA polymerázy I, nemá 5'-3' exonukleázovú aktivitu. Skladá sa až zo siedmychsiedmich podjednotiek, DNA syntetizuje približne 2x rýchlejšie a má tiež niekoľkonásobne vyššiu procesivitu. Napriek tomu však jej vlastnosti nie sú dostatočné pre replikáciu celého genómu baktérie.<ref name=Lehn/>

DNA polymeráza III je hlavná DNA polymeráza v [[''E. coli]]''. Podobne, ako DNA polymeráze II, jej chýba 5'-3' exonukleázová aktivita, jej rýchlosť je však asi 100x vyššia, ako rýchlosť DNA polymerázy I,. zaZa jednu sekundu teda pripojí k jednému vláknu 250-10001 000 nukleotidfosfátov. Skladá sa z 13 podjendnotiekpodjednotiek označovaných gréckymi písmenami - α podjednotka zodpovedá za polymeráciu a ε podjednotka za 3'-5' exonukleázovú aktivitu. Zvyšné jednotky tvoria telo enzýmu, pričom dôležité sú β podjednotky, ktoré fungujú ako zverák a zabezpečujú, aby sa komplex neoddisocioval od vlákna DNA, čiže vysokú procesivitu.<ref name=Lehn/><ref name=bch>{{Citácia knihy | priezvisko = Kolektív autorov|titul = Biochemie - Základní kurz| rok = 2000| vydanie = 3 | miesto = Praha | vydavateľ = Učební texty Univerzity Karlovy v Praze| jazyk = česky}}</ref>

DNA polymeráza β hrá rolu predovšetkým pri [[oprava DNA|oprave DNA]], konkrétne v miestach, na ktorých boli nukleotidové báze chemicky modifikované (oxidáciu[[oxidácia|oxidáciou]], [[metylácia|metyláciou]] a pod.). <ref name=Lehn/>

DNA polymeráza γ je živočíšna DNA polymeráza, ktorá slúži exklúzívneexkluzívne na replikáciu DNA v [[mitochondrie|mitochonriách]], v ktorých hrá rolu aj v oprave DNA a v jehojej rekombinácii.<ref name=Koch>{{cite journal | last = Kaguni| first = L. S. | title = DNA polymerase gamma, the mitochondrial replicase | journal = Annual review of biochemistry | volume = 73| pages = 293-320 | year = 2004 | language = anglicky}}</ref>

Reverzná transkriptáza je [[RNA]] dependentnázávislá DNA polymeráza, syntetizuje nové vlákno DNA komplementárne k existujúcemu vláknu RNA. Navyše má schopnosť odbúravať RNA vlákno, ktoré je komplementárne spárované k DNA vláknu. Reverznú transkriptázu využívajú [[retrovírus]]y na prepis svojej RNA do DNA, ktorú následne začleňujú do genómu hostiteľskej bunky. Ide napríklad o vírus [[hepatitída|hepatitídy]] B alebo [[HIV]].