Naukowe artykuły oraz informacje

Polimerazy DNA – typy oraz funkcje

758

250px-1axc_tricolorŚwiat enzymów nieustannie zachwyca. Jak niezwykłe musi być dzieło zwane ludzkim organizmem, jeśli pracują w nim miliardy niewidocznych gołym okiem, ale i nieprzystosowanym mikroskopem, inteligentnych budowniczych zwanych enzymami, których zadaniem jest tworzyć, ale i niszczyć, kreować od postaw, ale i naprawiać to, co uległo uszkodzeniu. W królestwie enzymów szczególnie istotne znaczenie posiadają polimerazy DNA – cząsteczki, których narzędziem pracy są deoksyrybonukleotydy, a owocem ich aktywności jest materiał genetyczny niezbędny dla funkcjonowania komórek, tkanek, narządów, układów, a potem całego organizmu.

Zadaniem polimeraz DNA jest katalizowanie (przeprowadzanie) reakcji powstawania kwasu deoksyrybonukleinowego w czasie jego replikacji (tworzenia kopii) oraz naprawy, jeśli uprzednio, za przyczyną różnego rodzaju czynników, doszło do niebezpiecznych dla funkcjonowania komórki uszkodzeń. Jak już wcześniej wspomniano, związkami budulcowymi – monomerami, z których powstaje polimeryczny łańcuch – są deoksyrybonukleotydy. W procesie syntezy DNA dochodzi do wytwarzania się wiązań fosfodiestrowych pomiędzy ustawiającymi się kolejno po sobie monomerami.

W świecie polimeraz DNA wyróżniamy polimerazy DNA bakteryjne oraz polimerazy DNA eukariotycznie. Jeśli chodzi o nieco prostsze enzymy bakteryjne, wśród nich wyróżniamy trzy typy polimeraz. Zwana inaczej cząsteczką Kornberga polimeraza DNA I ma za zadanie przede wszystkim ochronę łańcucha DNA przed wbudowaniem nieodpowiedniego nukleotydu, co mogłoby skutkować mutacją genetyczną. Polimeraza DNA II zaangażowana jest zarówno w kontrolę nad prawidłowością procesu replikacji, ale i uczestniczy w naprawie uszkodzonego materiału genetycznego. Polimeraza DNA III to cząsteczka będąca przede wszystkim głównym inicjatorem procesu powielania DNA, odpowiadając szczególnie za tworzenie replisomu niezbędnego do rozpoczęcia syntezy łańcucha polinukleotydowego.

Polimerazy eukariotyczne są nieco bardziej skomplikowane. Wyróżniamy tu polimerazę DNA alfa, beta, delta oraz epsilon. Polimeraza DNA alfa pełni główną rolę w procesie replikacji materiału genetycznego i najaktywniejsza jest w fazie S cyklu komórkowego. Niejako jej przeciwieństwo stanowi polimeraza DNA beta – enzym najmniej czynny podczas fazy S. Polimerazę DNA delta uznaje się za odpowiednik polimerazy DNA III bakteryjnej, odpowiadać więc będzie za inicjację replikacji, natomiast polimeraza epsilon zaangażowana jest głównie w kontrolę prawidłowości procesu oraz naprawę materiału genetycznego.

W komórkach eukariotycznych wyróżniamy także innego rodzaju polimerazy, między innymi te zależne od DNA obecne w mitochondrium, odpowiedzialne za syntezę DNA mitochondrialnego. Istotna wydaje się być również funkcja polimeraz DNA zależnych od RNA, które co prawda obecne są w genomie wirusów, ale aktywność wykazują wyłącznie w organizmie gospodarza, umożliwiając przepisanie RNA drobnoustroju na DNA zakażonej komórki. Inhibitory polimeraz wirusowych (np. azydotymidyna, tenofowir) można wykorzystywać w formie leków.

Zostaw odpowiedź