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Articulo de referencia

holoenzima ADN polimerasa III

Representación esquemática de la ADN polimerasa III* (con sus subunidades). Este es el antiguo modelo de "trombón" de los libros de texto, con dos unidades de Pol III. La holoen...

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Representación esquemática de la ADN polimerasa III* (con sus subunidades). Este es el antiguo modelo de "trombón" de los libros de texto, con dos unidades de Pol III.

La holoenzima ADN polimerasa III es el complejo enzimático principal involucrado en la replicación del ADN procariota . Fue descubierta por Thomas Kornberg (hijo de Arthur Kornberg ) y Malcolm Gefter en 1970. El complejo tiene una alta procesividad (es decir, el número de nucleótidos añadidos por evento de unión) y, específicamente en referencia a la replicación del genoma de E. coli , trabaja en conjunto con otras cuatro ADN polimerasas ( Pol I , Pol II , Pol IV y Pol V ). Siendo la holoenzima principal involucrada en la actividad de replicación, la holoenzima ADN Pol III también tiene capacidades de corrección de pruebas que corrigen errores de replicación mediante actividad exonucleasa, leyendo 3'→5' y sintetizando 5'→3'. La ADN Pol III es un componente del replisoma , que se encuentra en la horquilla de replicación.

Componentes

El replisoma está compuesto por lo siguiente:

  • 2 enzimas ADN Pol III , cada una compuesta por subunidades α , ε y θ . (Se ha demostrado que existe una tercera copia de Pol III en el replisoma. [ 1 ] )
    • La subunidad α (codificada por el gen dnaE ) posee la actividad polimerasa.
    • La subunidad ε ( dnaQ ) tiene actividad exonucleasa 3'→5'.
    • La subunidad θ ( holE ) estimula la corrección de pruebas de la subunidad ε.
  • Dos unidades β ( dnaN ) que actúan como pinzas deslizantes de ADN , mantienen la polimerasa unida al ADN.
  • 2 unidades τ ( dnaX ) que actúan para dimerizar dos de las enzimas centrales (subunidades α, ε y θ).
  • Una unidad γ (también llamada dnaX) actúa como cargador de pinzas para los fragmentos de Okazaki de la hebra rezagada , ayudando a las dos subunidades β a formar una unidad y unirse al ADN. La unidad γ está compuesta por 5 subunidades γ, que incluyen 3 subunidades γ, 1 subunidad δ ( holA ) y 1 subunidad δ' ( holB ). La subunidad δ participa en la copia de la hebra rezagada.
  • Χ ( holC ) y Ψ ( holD ) forman un complejo 1:1 y se unen a γ o τ. X también puede mediar el cambio del cebador de ARN al ADN. [ 2 ]

Actividad

La ADN polimerasa III sintetiza pares de bases a una velocidad de aproximadamente 1000 nucleótidos por segundo. [ 3 ] La actividad de la ADN Pol III comienza después de la separación de las hebras en el origen de replicación. Debido a que la síntesis de ADN no puede comenzar de novo , la primasa (una ARN polimerasa ) sintetiza un cebador de ARN , complementario a parte del ADN monocatenario :

("!" para ARN , "$" para ADN , "*" para polimerasa )

--------> * * * * ! ! ! ! _ _ _ _ _ _ _ _ | ARN | <-- esqueleto de ribosa (azúcar)-fosfato GUAU | Pol | <-- Cebador de ARN * * * * |_ _ _ _| <--enlaces de hidrógeno CATAGCATCC <-- plantilla de ADN monocatenario ( ADN ss ) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <-- esqueleto de desoxirribosa (azúcar)-fosfato $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

Adición a 3'OH

A medida que la replicación progresa y el replisoma avanza, la ADN polimerasa III llega al cebador de ARN y comienza a replicar el ADN, añadiendo al 3'OH del cebador:

 * * * * ! ! ! ! _ _ _ _ _ _ _ _ | ADN | <-- esqueleto de desoxirribosa (azúcar)-fosfato GUAU | Pol | <-- Cebador de ARN * * * * |_III_ _| <--enlace de hidrógeno CATAGCATCC <-- plantilla de ADN monocatenario ( ADN ss ) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <-- esqueleto de desoxirribosa (azúcar)-fosfato $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

Síntesis de ADN

La ADN polimerasa III sintetizará una cadena de ADN continua o discontinua, dependiendo de si esto ocurre en la cadena conductora o rezagada ( fragmento de Okazaki). La ADN polimerasa III posee una alta procesividad y, por lo tanto, sintetiza ADN muy rápidamente. Esta alta procesividad se debe, en parte, a las pinzas β que se adhieren a las cadenas de ADN.

 -----------> * * * * ! ! ! ! $ $ $ $ $ $ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _| ADN | <-- esqueleto de desoxirribosa (azúcar)-fosfato GUAUCGTAGG| Pol | <-- Cebador de ARN * * * * * * * * * *|_III_ _| <--enlace de hidrógeno CATAGCATCC <-- plantilla de ADN monocatenario ( ADN ss ) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <-- esqueleto de desoxirribosa (azúcar)-fosfato $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

Eliminación de la imprimación

Tras la replicación de la región deseada, la ADN polimerasa I elimina el cebador de ARN mediante el proceso de traducción de muescas . La eliminación del cebador de ARN permite que la ADN ligasa ligue la muesca ADN-ADN entre el nuevo fragmento y la hebra anterior. Las ADN polimerasas I y III, junto con muchas otras enzimas, son necesarias para la alta fidelidad y procesividad de la replicación del ADN.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Reyes-Lamothe R, Sherratt D, Leake M (2010). "Estequiometría y arquitectura de la maquinaria de replicación activa del ADN en Escherichia coli" . Science . 328 ( 5977): 498– 501. Bibcode : 2010Sci...328..498R . doi : 10.1126/science.1185757 . PMC 2859602. PMID 20413500 .  
  2. ↑ Olson MW, Dallmann HG, McHenry CS (diciembre de 1995). "Complejo DnaX de la holoenzima ADN polimerasa III de Escherichia coli. El complejo chi psi funciona aumentando la afinidad de tau y gamma por delta.delta' a un rango fisiológicamente relevante" . J. Biol. Chem . 270 (49): 29570–7 . doi : 10.1074/jbc.270.49.29570 . PMID 7494000 . 
  3. ↑ Kelman Z, O'Donnell M (1995). "Holoenzima de la ADN polimerasa III: estructura y función de una máquina de replicación cromosómica". Annu. Rev. Biochem . 64 : 171–200 . doi : 10.1146/annurev.bi.64.070195.001131 . PMID 7574479 .