Holoenzima ADN polimerasa III

Complejo enzimático primario implicado en la replicación del ADN procariótico.

Imagen esquemática de la ADN polimerasa III* (con subunidades). Este es el antiguo "modelo de trombón" de libro de texto con dos unidades de Pol III.

La holoenzima ADN polimerasa III es el principal complejo enzimático implicado en la replicación del ADN procariótico . Fue descubierto 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 , funciona en conjunción con otras cuatro ADN polimerasas ( Pol I , Pol II , Pol IV y Pol V ). Al ser la holoenzima principal involucrada en la actividad de replicación, la holoenzima DNA Pol III también tiene capacidades de corrección que corrigen los errores de replicación mediante la actividad exonucleasa que lee 3'→5' y sintetiza 5'→3'. DNA Pol III es un componente del replisoma , que se encuentra en la bifurcación de replicación.

Componentes

El replisoma se compone de lo siguiente:

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

Actividad

La ADN polimerasa III sintetiza pares de bases a una velocidad de alrededor de 1000 nucleótidos por segundo. ^[3] La actividad de DNA Pol III comienza después de la separación de las cadenas en el origen de la 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 : ^{[ cita necesaria ]}

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

--------> * * * *! ! ! ! _ _ _ _ _ _ _ _ | ARN | <-- columna vertebral de ribosa (azúcar)-fosfatoGUAU | Pol | <-- cebador de ARN* * * * |_ _ _ _| <--enlace de hidrógenoCATAGCATCC <-- ADN plantilla ss ( ADN monocatenario )_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <-- estructura principal de desoxirribosa (azúcar)-fosfato$ $ $ $ $ $ $ $ $ $

Adición a 3'OH

A medida que avanza la replicación y el replisoma avanza, la ADN polimerasa III llega al cebador de ARN y comienza a replicar el ADN, agregando el 3'OH del cebador: ^{[ cita necesaria ]}

 * * * *! ! ! ! _ _ _ __ _ _ _ | ADN | <-- estructura principal de desoxirribosa (azúcar)-fosfatoGUAU | Pol | <-- cebador de ARN* * * * |_III_ _| <--enlace de hidrógenoCATAGCATCC <-- ADN plantilla ss ( ADN monocatenario )_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <-- estructura principal de desoxirribosa (azúcar)-fosfato$ $ $ $ $ $ $ $ $ $

Síntesis de ADN

La ADN polimerasa III luego sintetizará una hebra continua o discontinua de ADN, dependiendo de si esto ocurre en la hebra principal o rezagada ( fragmento de Okazaki ) del ADN. La ADN polimerasa III tiene una alta procesividad y por tanto, sintetiza ADN muy rápidamente. Esta alta procesividad se debe en parte a las abrazaderas β que "sujetan" las cadenas de ADN. ^{[ cita necesaria ]}

 -----------> * * * *! ! ! ! $ $ $ $ $ $ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _| ADN | <-- estructura principal de desoxirribosa (azúcar)-fosfatoGUAUCGTAGG| Pol | <-- cebador de ARN* * * * * * * * * *|_III_ _| <--enlace de hidrógenoCATAGCATCC <-- ADN plantilla ss ( ADN monocatenario )_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <-- estructura principal de desoxirribosa (azúcar)-fosfato$ $ $ $ $ $ $ $ $ $

Eliminación de imprimación

Después de la replicación de la región deseada, la ADN polimerasa I elimina el cebador de ARN mediante el proceso de traducción de mella . La eliminación del cebador de ARN permite que la ADN ligasa ligue la muesca ADN-ADN entre el nuevo fragmento y la cadena anterior. La ADN polimerasa I y III, junto con muchas otras enzimas, son necesarias para la alta fidelidad y alta procesividad de la replicación del ADN. ^{[ cita necesaria ]}

Ver también

• Abrazadera beta
• ADN polimerasa
• replicación del ADN

Referencias

1. Reyes-Lamothe R, Sherratt D, Leake M (2010). "Estequiometría y arquitectura de maquinaria activa de replicación de ADN en Escherichia Coli". Ciencia . 328 (5977): 498–501. Código Bib : 2010 Ciencia... 328..498R. doi : 10.1126/ciencia.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. química . 270 (49): 29570–7. doi : 10.1074/jbc.270.49.29570 . PMID  7494000.
3. Kelman Z, O'Donnell M (1995). "Holoenzima ADN polimerasa III: estructura y función de una máquina replicadora cromosómica". Año. Rev. Bioquímica . 64 : 171-200. doi :10.1146/annurev.bi.64.070195.001131. PMID  7574479.

enlaces externos

• Descripción general en la Universidad Estatal de Oregon
• ADN + polimerasa + III en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
• Tomando medidas drásticas contra las bacterias patógenas: cómo desactivar un complejo clave de ADN polimerasa