ADN polimerase: Diferenzas entre revisións

| caption = Estrutura tridimensional dos motivos [[hélice-xiro-hélice]] de unión ao ADN da ADN polimerase beta (baseado noen {{PDB [http://www.rcsb.org/pdb/explore.do?structureId=|7ICG}} 7ICG])

Unha '''ADN polimerase''' ou '''ADN-pol''' (tamén '''DNA polimerase''') é un [[encima]] que [[catálise|cataliza]] a [[polimerización]] de [[desoxirribonucleótido]]s formando unha cadea de [[ácido desoxirribonucleico|ADN]] (replicación na cal axudan tamén outros encimas). A función esencial das ADN polimerases é realizar a [[replicación do ADN]], na cal a polimerase "le" unha cadea de ADN que funciona como molde e sintetiza unha nova cadea [[ADNcomplementariedade (bioloxía complementariomolecular)|complementaria]]. Por medio deste proceso cópiase unha molécula de ADN. A molécula acabada de polimerizar é complementaria en bases á cadea molde e, por tanto, idéntica á cadea orixinal unida á molde, que se separara dela para a replicación. As ADN polimerases utilizan ións [[magnesio]] como [[cofactor]]es. As ADN polimerases humanas teñen unha lonxitude de 900 a 1000 [[aminoácido]]s de longo.

== Funcións ==

A ADN polimerase pode engadir nucleótidos libres só ao estremo[[extremo 3']] da cadea de ADN en formación. Isto fai que a elongación da cadea en formación se faga en dirección [[5'-3']]. Ningunha ADN polimerase coñecida pode empezar unha cadea de ADN ''de novo'', é dicir, non pode colocar o primeiro nucleótido da cadea, despois unir o segundo, despois o terceiro, etc. O único que poden facer é alongar unha cadea xa existente polo seu estremoextremo 3'-OH, polo que sempre debe existir un fragmento inicial xa formado. Esta é a razón pola que a ADN polimerase necesita un [[cebador]] ou ''primer'' previamente formado ao cal engadir nucleótidos. Os cebadores ou ''primers'' poden estar formados por [[ARN]] ou ADN. Na [[replicación do ADN]], as primeiras dúas bases son sempre de ARN, e son sintetizadas por outro encima chamado [[primase]]. Requírese tamén un encima chamado [[helicase]] para desenredar o ADN e desfacer nesa rexión a súa estrutura de dobre cadea e formar a estrutura de dúas cadeas simples bifurcadas (esta rexión é a [[forquita de replicación]] ou garfo de replicación), o cal facilita a replicación de cada unha das cadeas seguindo o modelo [[semiconservativo]] da replicación do ADN.

Outra propiedade que presentan algunhas ADN polimerases, pero non todas é a corrección de erros. Este proceso corrixe os erros producidos durante a formación do ADN neosintetizado. Cando se recoñece un [[par de bases]] colocado incorrectamente, a ADN polimerase inverte a dirección do seu movemento atrasándose un par de bases. Esta actividade de [[exonuclease]] 3'-5' do encima permite que o par de bases incorrecto sexa retirado para ser máis tarde substituído polo correcto pola propia polimerase, que continuará a replicación. Esta actividade denomínase ''corrección de probas''.

== Variación enteentre especies ==

As ADN polimerases teñen unha estrutura moi [[secuencia conservada|conservada]], o cal significa que as súas subunidades catalíticas varían en conxunto moi pouco dunha especie a outra. As estruturas conservadas xeralmente exercen función importantes e insubstituíbles na célula, o mantemento das cales produce unha serie de avantaxesvantaxes.

Algúns virus tamén codifican ADN polimerases especiais, como a [[ADN polimerase do virus da hepatite B]], que replica especificamente ARN viral, e as [[transcritasetranscriptase inversa|transcritasestranscriptases inversas]] dos [[retrovirus]], as cales polimerizan ADN a partir dun molde de [[ARN]].

== Familias de ADN polimerases ==

| amplitudewidth =

| amplitudewidth =

| amplitudewidth =

Baseándose na [[homoloxía de secuencias|homoloxía]] da súa secuencia de aminoácidos, as ADN polimerases poden ser subdivididas en sete familias: A, B, C, D, X, Y, e RT.

=== Familia A ===

Esta familia de polimerases contén tanto polimerases replicativas coma reparadoras. Entre os membros replicativos da familia están a moi estudada [[T7 ADN polimerase]], e a ADN polimerase mitocondrial eucariótica γ. As polimerases reparadoras son a [[ADN pol I]] de ''[[Escherichia coli]]'', a [[Taq polimerase|pol I]] de ''[[Thermus aquaticus]]'', e a pol I de ''[[Bacillus stearothermophilus]]''. Estas polimerases reparadoras están implicadas na [[reparación de excisión]] e o procesamento de [[fragmento de Okazaki|fragmentos de Okazaki]] xerados durante a síntese da fibra retardada ou descontinua na [[replicación do ADN]].

=== Familia B ===

As polimerases da familia B están implicadas na [[reparación do ADN|reparación]] e [[replicación do ADN]]. Entre elas están: Pol II (bacteriana), Pol B (arqueobacteriana), e [[Pol α]], δ, e ε (eucarióticas). Outra polimerase B é a Pol ζ, feita de dúas subunidades, Rev3 e Rev7, que está implicada na [[síntese translesión]]. Pol ζ é única porque pode estender ''primers'' que teñen erros terminais sen complementariedade.

=== Familia C ===

As polimerases C son os principais encimas replicativos cromosómicos bacterianos. A subunidade alfa da ADN polimerase III de ''[[E. coli]]'' é a subunidade catalítica <ref> Lamers, M.; Georgescu, R.; Lee, S.; O'Donnell, M.; Kuriyan, J. (2006). "Crystal structure of the catalytic alpha subunit of E. coli replicative DNA polymerase III". Cell 126 (5): 881–892. doi:10.1016/j.cell.2006.07.028. PMID 16959568.</ref> e non posúe actividade coñecida de [[nuclease]]. Outra subunidade, a épsilonepsilon, posúe actividade [[exonuclease]] 3'-5', que se utiliza para "editar" durante a replicación cromosómica. Agora clasifícanse ás veces as polimerases C como unha subcategoría da familia X.

=== Familia D ===

=== Familia X ===

Contén as ben coñecidas polimerases eucarióticas pol β, e outras polimerases eucarióticas como a pol σ, pol λ, pol μ, e a deoxinucleotidil transferase terminal (TdT). A Pol β requírese para a [[reparación de excisión de bases]] de remendo curto (''short-patch'', no que só se reemprazasubstitúe un nucleótido), unha vía de reparación do ADN que é esencial para a reparación de bases [[alquilación|alquiladas]] e oxidadas e de [[sitio abásico|sitios abásicos]] (onde falta unha base). A Pol λ e Pol μ están implicadas na [[unión de estremosextremos non homólogos]], un mecanismo para volver a unir as roturas no ADN de dobre cadea. A TdT exprésase só nos tecidos linfoides, e engade "n nucleótidos" ás roturas nunha dobre cadea formadas durante a [[recombinación V(D)J|recombinación]] dos xenes inmunitarios V(D)J para promover a diversidade inmunolóxica. O [[lévedo]] ''[[Saccharomyces cerevisiae]]'' ten só unha polimerase Pol X, a [[Pol IV]], que está implicada na unión de estremosextremos non homólogos.

=== Familia Y ===

As polimerases Y difiren das outras en que teñen unha baixa fidelidade á hora de replicar ADNs molde non danados e na súa capacidade de replicar ADN danados, o que se coñece como [[síntese translesión]] (TLS). Os memberos desta familia denomínanse polimerases de síntese de translesión. Dependendo da lesión, as TLS polimerases poden saltar (''by-pass'') o dano dun modo libre de erros ou proclive aos erros, e este último dá lugar a unha elevada [[mutaxénese]]. Os pacientes de [[xeroderma pigmentosumpigmentoso]] variante (XPV) por exemplo, teñen mutacións[[mutación]]s na [[ADN polimerase eta|Pol η (eta)]] codificada nos seus xenes, que actúa no modo libre de erros para os danos por [[raios ultravioleta]]s. Nos pacientes de XPV, as polimerases proclives a erros alternativos, por exemplo, a Pol ζ (zeta) (a polimerase ζ é unha polimerase da familia B, un complexo da subunidade catalítica [[REV3L]] con [[Rev7]], que se asocia con [[REV1|Rev1]]<ref>{{citeCita journalpublicación periódica| author=Gan GN; Wittschieben JP; Wittschieben BØ; Wood RD | date= 2008 | title=DNA polymerase zeta (pol zeta) in higher eukaryotes| journal = Cell Research | volume = 18| page= 174–83 | pmid= 18157155| issue=1| doi=10.1038/cr.2007.117| pages=174–83}}</ref>), pénsase que están implicadas en erros que orixinan a predisposición ao cáncer dos pacientes. Outros membros nos humanos son [[POLI|Pol ι (iota)]], Pol κ (kappa), e [[REV1|Rev1]] (desoxicitidil transferase terminal). En ''E. coli'' coñécense dous TLS polimerases, a Pol IV (DINB) e a [[Pol V]] (UmuD'₂C).

=== Familia RT ===

Algúns virus tamén codifican ADN polimerases especiais, como a ADN polimerase do virus da hepatite B. Estas poden replicar selectivamente ADN viral de diversos modos. Os retrovirus codifican unha ADN polimerase especial chamada transcritasetranscriptase inversa, que e unha ADN polimerase ARN dependente (RdDp). Polimeriza ADN a partir dun molde de ARN.

A familia da transcritasetranscriptase inversa contén exemplos de polimerases de retrovirus e de eucariotas. As polimerases eucarióticas están xeralmente restrinxidas a [[telomerase]]s. Estas polimerases utilizan un molde de ARN para sintetizar a fibra de ADN.

== ADN polimerases procarióticas ==

* '''[[ADN polimerase I|Pol I]]''': Implicada na reparación do ADN; ten unha actividade polimerase 5'→3', e actividades de exonuclease 3'→5' (corrección de probas) e 5'→3' (eliminación de ''primers'' de ARN).

* '''[[ADN polimerase II|Pol II]]''': Implicada na reparación de danos no ADNA; ten actividade de exonuclease 3'→5'.

* '''[[ADN polimerase III|Pol III]]''': A principal polimerase bacteriana (responsable da elongación da cadea); ten actividae de exonuclease 3'→5' (corrección de probas). Forma un [[complexo proteico]] de moitas subunidades chamado [[holoencima ADN polimerase III]].

* '''[[ADN polimerase IV|Pol IV]]''': Unha polimerase da famiilia Y; implicada na reparación SOS e na reparación translesión.

* '''[[ADNAADN polimerase V|Pol V]]''': Unha polimerase da familia Y; participa no salto (''by-pass'') da zona danada; implicada na reparación SOS e na reparación translesión.

* [[POLD1POLE]], [[POLD2POLE2]], [[POLD3]], [[POLD4POLE3]]: '''[[ADN polimerase delta|Pol δε]]''': MoiTamén moi activa na replicación e ademais con actividade exonuclease 3'→5' de corrección de probas. PénsaseMoi relacionada con pol δ, e crese que é a principal polimerase implicada na síntese da fibra retardadacondutora ou guía do ADN, pero aínda se debate o seu papel <ref name="Scott D McCulloch; Thomas A Kunkel 148-161">{{citeCita journalpublicación periódica| author=ScottPursell, DZ.F. McCulloch;et Thomas A Kunkelal. | date=01/20082007 | title=The fidelity ofYeast DNA synthesisPolymerase byε eukaryoticParticipates replicativein andLeading-Strand translesionDNA synthesis polymerasesReplication | journal = Cell ResearchScience | volume = 18317 | pagepages= 148–161127–130 | pmid=1816697917615360 | doi = 10.10381126/crscience.2008.41144067| pagesissue=1485834| issuepmc=12233713}}</ref>, pero aínda se discute o seu papel <ref name="Scott D McCulloch; Thomas A Kunkel 148-161" />.

** ?: '''φ'''

** ?: '''σ'''

{{listaref|2}}

== Véxase tamén ==

=== Outros artigos ===

* [[Reacción en cadea da polimerase]]

* [[ARN polimerase]]

=== Ligazóns externas ===

* {{citeCita journalpublicación periódica |author=Burgers P |title=Eukaryotic DNA polymerases: proposal for a revised nomenclature |journal=J. Biol. Chem. |volume=276 |issue=47 |pages=43487–90 |year=2001 |pmid=11579108 |doi= 10.1074/jbc.R100056200 |author-separator=, |author2=Koonin E |author3=Bruford E |display-authors=3 |last4=Blanco |first4=L |last5=Burtis |first5=KC |last6=Christman |first6=MF |last7=Copeland |first7=WC |last8=Friedberg |first8=EC |last9=Hanaoka |first9=F}}

* [http://www.rcsb.org/pdb/101/motm.do?momID=3 PDB Molecule of the Month - pdb3_1 []{{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120718081722/http://www.rcsb.org/pdb/101/motm.do?momID=3] |date=18 de xullo de 2012 }}

* [https://web.archive.org/web/20101204113327/http://researchnews.osu.edu/archive/repprot.htm Unusual repair mechanism in DNA polymerase lambda], Ohio State University, July 25, 2006.]

* MeshName - DNA+polymerases [http://www.nlm.nih.gov/cgi/mesh/2011/MB_cgi?mode=&term=DNA+polymerases MeshName - DNA+polymerases ]

* [[Número EC]] 2.7.7.7 [http://enzyme.expasy.org/EC/2.7.7.7 Número EC 2.7.7.7]

* [http://wehi.edu.au/education/wehitv/molecular_visualisations_of_dna/ AAnimación greatdo animationADN of DNA Polymerase fromPolimerase, WEHI, atminuto 1:45] minutes{{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20141205094324/http://www.wehi.edu.au/education/wehitv/molecular_visualisations_of_dna/ in]|date=05 de decembro de 2014 }}