ADNQ

dnaQ es el gen que codifica la subunidad ε de la ADN polimerasa III en Escherichia coli . ^{[ 1 ]} La subunidad ε es una de las tres proteínas centrales del complejo de la ADN polimerasa. Funciona como una exonucleasa de corrección de errores dirigida al ADN en dirección 3'→5' que elimina las bases incorporadas incorrectamente durante la replicación. ^{[ 2 ]} dnaQ también puede denominarse mutD . ^{[ 3 ]}

Las mutaciones de sentido erróneo en el gen dnaQ conducen a la inducción del mecanismo de reparación de ADN SOS . La mutación del aminoácido esencial en el centro catalítico de la subunidad ε conduce a la pérdida completa de la función. ^{[ 4 ]}

La sobreexpresión de la subunidad ε disminuye la incidencia de mutaciones con la exposición a la radiación UV, lo que demuestra que la subunidad épsilon tiene una función esencial en la edición del ADN y previene el inicio de la reparación del ADN SOS. ^{[ 5 ]}

También se ha demostrado que la subunidad ε influye en la tasa de crecimiento de E. coli. El silenciamiento del gen dnaQ se correlaciona con una reducción significativa del crecimiento. ^{[ 6 ]}

La subunidad ε se estabiliza mediante la subunidad θ dentro del complejo polimerasa completo. ^{[ 7 ]}

El gen codifica dos dominios funcionales: el extremo N del producto génico se une a la subunidad θ y lleva a cabo la función de exonucleasa, y el extremo C se une a la subunidad α, responsable de la actividad de la polimerasa. ^{[ 8 ]}

Se ha identificado un péptido Q-linker de 22 residuos que une la subunidad α a la subunidad ε, confiriendo una flexibilidad que distingue al complejo α:ε de otras polimerasas de corrección de errores multidominio más restringidas. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

Existe una interacción entre el ARNt de glicina supresor de mutaciones de sentido erróneo codificado por el gen mutA , que se correlaciona con un aumento significativo en la tasa de mutación en las células que expresan dicho gen. El ARNt MutA, sin carga, posee complementariedad con una región en el extremo 5' del ARNm dnaQ . Esto le permite actuar como un ARNm antisentido que dirige la degradación del transcrito dnaQ y, por lo tanto, una menor abundancia de la subunidad y una mayor frecuencia de mutación. ^{[ 11 ]} Más recientemente, se sugirió que el ARNt dirige la sustitución de residuos esenciales de glutamato por glicina, lo que conduce a subunidades ε aberrantes y resulta en un aumento de las mutaciones. Estudios con el bacteriófago T4 y E. coli con genes dnaQ defectuosos proporcionan evidencia de que el ARNt mutA puede no tener ningún efecto sobre la transcripción del gen dnaQ , pero sí sobre la traducción del producto génico. ^{[ 12 ]}

Se han encontrado secuencias en otros organismos que codifican productos génicos con una función similar a la de dnaQ :

En Mycobacterium tuberculosis , el gen dnaE1 codifica un dominio de polimerasa e histidinol-fosfatasa (PHP) que lleva a cabo la función de exonucleasa 3'→5' y de corrección de pruebas. ^{[ 13 ]}

TREX1 , la principal exonucleasa 3'→5' en humanos, se denominó inicialmente DNasa III debido a que mostró homología de secuencia con dnaQ en E. coli y con la ADN polimerasa épsilon eucariota , y a que posee características bioquímicas asociadas con la capacidad de corrección de errores del ADN. ^{[ 14 ]} Es responsable de metabolizar tanto el ADN monocatenario (ssDNA) como el ADN bicatenario (dsDNA) con extremos 3' no coincidentes y está dirigida por retroelementos endógenos . ^{[ 15 ]}

Durante la replicación del ADN en bacterias se expresan dos funciones clave. La primera es una función de polimerización del ADN de la ADN polimerasa , y la segunda es una función de edición exonucleasa 3' a 5' . Ambas funciones pueden estar codificadas en un solo gen , o bien, pueden estar codificadas por genes separados. Se estudiaron dos especies bacterianas que divergieron tempranamente en el curso de la evolución, mostrando cada uno de los patrones alternativos. ^{[ 16 ]} En la bacteria Gram-negativa Salmonella typhimurium, la función de edición 3' a 5' empleada durante la replicación del ADN está codificada por el gen dnaQ , que especifica una subunidad exonucleasa 3' a 5', una de las tres proteínas centrales codificadas por separado de la holoenzima ADN polimerasa III. Se determinó la secuencia completa de nucleótidos de dnaQ de S. typhimurium . ^{[ 16 ]} También se secuenció la ADN polimerasa de la especie bacteriana de divergencia temprana, Buchnera aphidicola . En este caso, la ADN polimerasa codificada por el gen ADN III (polC) contiene dominios tanto de ADN polimerasa como de exonucleasa 3' a 5'. Esta disposición contrasta con la de S. typhimurium, en la que estos dominios están codificados en genes separados. ^{[ 16 ]} Basándose en las homologías de secuencia encontradas entre las regiones de ADN que codifican las funciones de edición 3' a 5' en estas bacterias, se propuso que un último ancestro común de S. typhimurium y B. aphidicola tenía un único gen que contenía dominios tanto de exonucleasa 3' a 5' como de ADN polimerasa. La divergencia evolutiva de estas bacterias (hace aproximadamente entre 0,25 y 1,2 mil millones de años) parece haber estado asociada con la separación de la función del gen de la ADN polimerasa de la función del gen de edición de exonucleasa 3' a 5' en el linaje que contiene S. typhimurium . ^{[ 16 ]}

• dnaQ+proteína,+E+coli en los Encabezamientos de Materia Médica (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.