La ADN polimerasa V ( Pol V ) es una enzima polimerasa implicada en los mecanismos de reparación del ADN en bacterias, como Escherichia coli . Está compuesto por un homodímero UmuD' y un monómero UmuC , formando el complejo proteico UmuD'2C. [1] Es parte de la familia Y de ADN polimerasas, que son capaces de realizar síntesis de translesión de ADN (TLS). [2] Las polimerasas de translesión evitan las lesiones dañadas en el ADN durante la replicación del ADN ; si una lesión no se repara o se evita, la bifurcación de replicación puede detenerse y provocar la muerte celular. [3] Sin embargo, las polimerasas Y tienen una baja fidelidad de secuencia durante la replicación (propensas a agregar nucleótidos incorrectos). Cuando las proteínas UmuC y UmuD' se descubrieron inicialmente en E. coli , se pensó que eran agentes que inhibían la replicación fiel del ADN y provocaban que la síntesis de ADN tuviera altas tasas de mutación después de la exposición a la luz ultravioleta . [2] La función polimerasa de Pol V no se descubrió hasta finales de la década de 1990, cuando se extrajo con éxito UmuC; los experimentos posteriores demostraron inequívocamente que UmuD'2C es una polimerasa. Este hallazgo condujo a la detección de muchos ortólogos de Pol V y al descubrimiento de la familia Y de polimerasas. [4]
Pol V funciona como una polimerasa TLS (síntesis de ADN por translesión) en E. coli como parte de la respuesta SOS al daño del ADN. [4] Cuando el ADN se daña, las polimerasas normales de síntesis de ADN no pueden agregar dNTP a la cadena recién sintetizada. La ADN polimerasa III (Pol III) es la ADN polimerasa normal en E. coli . A medida que Pol III se detiene al no poder agregar nucleótidos a la cadena de ADN naciente, la célula corre el riesgo de que la horquilla de replicación colapse y se produzca la muerte celular. La función de Pol V TLS depende de la asociación con otros elementos de la respuesta SOS; lo más importante es que la actividad de translesión de Pol V depende estrechamente de la formación de filamentos de nucleoproteína RecA . [5] Pol V puede usar TLS en lesiones que bloquean la replicación o lesiones que codifican incorrectamente, lo que modifica las bases y conduce a un emparejamiento de bases incorrecto . Sin embargo, no puede traducir errores de nick de red troncal de 5' → 3'. [6] Pol V también carece de actividad exonucleasa , por lo que no puede corregir la síntesis, lo que la hace propensa a errores. [7]
La respuesta SOS en E. coli intenta aliviar el efecto de un estrés dañino en la célula. El papel de Pol V en la respuesta SOS desencadenada por la radiación UV se describe a continuación:
Pol V sólo se expresa en la célula durante la respuesta SOS. Está muy estrechamente regulado en diferentes niveles de expresión de proteínas y bajo diferentes mecanismos para evitar su actividad a menos que sea absolutamente necesario para la supervivencia de la célula. [8] La estricta regulación de Pol V se debe a su pobre fidelidad de replicación, Pol V es altamente mutagénico y se utiliza como último recurso en los mecanismos de reparación del ADN. Como tal, la expresión del complejo UmuD'2C tarda entre 45 y 50 minutos después de la exposición a la radiación UV. [6]
La transcripción de los genes de respuesta SOS está regulada negativamente por el represor LexA . LexA se une al promotor del operón UmuDC e inhibe la transcripción genética. [1] El daño del ADN en la célula conduce a la formación de RecA*. RecA* interactúa con LexA y estimula su actividad proteolítica , lo que conduce a la autoescisión del represor liberando el operón para la transcripción. El operón UmuDC se transcribe y traduce a UmuC y UmuD. [5]
La formación del complejo UmuD'2C está limitada por la formación de UmuD' a partir de UmuD. [7] UmuD está hecho de un polipéptido con 139 residuos de aminoácidos que forman una estructura terciaria estable; sin embargo, necesita ser modificado postraduccionalmente para estar en su forma activa. [1] UmuD tiene actividad autoproteolítica que es activada por RecA, elimina 24 aminoácidos en el extremo N , convirtiéndolo en UmuD'. UmuD' puede formar un homodímero y asociarse con UmuC para formar el complejo activo UmuD'2C. [5]
El complejo UmuD'2C está inactivo a menos que esté asociado con RecA*. Pol V interactúa directamente con RecA* en la punta 3' del filamento de nucleoproteína; este es el sitio de la cadena de ADN naciente donde Pol V reinicia la síntesis de ADN . [8] Además, se ha demostrado que la vía REV1 /REV3L/REV7 es necesaria para la síntesis de TLS mediada por la ADN polimerasa V. [9]
