РНК-полимераза
ДНК-полимеразы
Характеристика полимераз
Это важнейшая группа ферментов, участвующих в процессе репликации ДНК. Выделяют как ДНК-полимеразы эукариот (на данный момент 5 классов), так и ДНК-полимеразы прокариот (3 класса).
Главным свойством (активностью) данных ферментов является полимеразная активность, то есть способность присоединять нуклеотиды друг к другу с образованием полимера. При этом одна из материнских цепей используется в качестве матрицы. поэтому полное название ДНК-полимераз (ДНК-синтетаз) - ДНК-зависимая ДНК-полимераза.
Особенности фермента:
1. ДНК-полимеразы способны полимеризовать цепь только в направлении 5'®3', то есть присоединять новый нуклеотид только к свободному 3'-ОН-концу уже синтезированной цепочки. В направлении 3'®5' эти ферменты не работают.
2. ДНК-полимеразы не способны начать свою работу без наличия затравки (праймера), то есть небольшой уже существующей нуклеотидной последовательности. Другими словами данный ферменты могут только присоединять, а поставить 1-ый нуклеотид они не могут.
Вторым свойством большинства ДНК-полимераз является экзонуклеазная активность, то есть способность отщеплять нуклеотиды от конца полимера (строго по одному). Многие ДНК-полимеразы отщепляют нуклеотиды как от 3'-ОН, так и 5'-ОН-конца, то есть обладают как 5'®3', так и 3'®5' экзонуклеазной активность.
Данное свойство лежит в основе способности ДНК-полимераз репарировать (исправлять) свои ошибки. Таким образом, ДНК-полимераза является "самокорректирующим" ферментом. после присоединения нуклеотида ДНК-полимераза еще раз проверяет правильность (комплиментарность) присоединения, и если (например, из-за перехода таутомерных форм) обнаружена ошибка, фермент отщепляет данный нуклеотид и замещает другим.
Полное название данного фермента ДНК-зависимая РНК-полимераза. Это главный фермент процесса транскрипции, то есть синтеза и-РНК на матрице ДНК.
Подробнее этот фермент будет рассмотрен в теме "Биосинтез белка". Здесь же мы отметим только, что для его работы не нужна затравка (он может начать синтез РНК "на пустом месте"). Также этот фермент не способен к "самокоррекции".
Два других типа полимераз встречаются намного реже.
РНК-зависимая РНК-полимераза - фермент, способный синтезировать новые молекулы РНК с использованием в качестве матрицы также молекулу РНК. Данный фермент помогает реплицироваться в организме хозяина ряду РНК- содержащих вирусов.
РНК-зависимая ДНК-полимераза (ревертаза, обратная транскриптаза) способна на матрице РНК синтезировать новую молекулу ДНК. Данный фермент обнаружен как у вирусов (ретровирусы), так и у эукариот (например, в ооците лягушки он помогает увеличению в полекуле ДНК числа копий гена какого-либо белка, что приводит соответственно к усилению его синтеза).