ADN polimerasa I
La ADN polimerasa I (o Pol I ) es una enzima que participa en el proceso de replicación del ADN procariota . Descubierta por Arthur Kornberg en 1956, [1] fue la primera ADN polimerasa conocida (y la primera conocida de cualquier tipo de polimerasa ). Inicialmente se caracterizó en E. coli y es omnipresente en procariotas . En E. coli y muchas otras bacterias, el gen que codifica Pol I se conoce como polA . La enzima E. coli Pol I está compuesta por 928 aminoácidos y es un ejemplo deenzima procesiva : puede catalizar secuencialmente múltiples pasos de polimerización sin liberar la plantilla monocatenaria. [2] La función fisiológica de Pol I es principalmente apoyar la reparación del ADN dañado, pero también contribuye a conectar fragmentos de Okazaki eliminando cebadores de ARN y reemplazando los ribonucleótidos con ADN.
En 1956, Arthur Kornberg y sus colegas descubrieron Pol I utilizando extractos de Escherichia coli ( E. coli ) para desarrollar un ensayo de síntesis de ADN. Los científicos agregaron timidina marcada con 14 C para poder recuperar un polímero radiactivo de ADN, no de ARN. Para iniciar la purificación de la ADN polimerasa, los investigadores agregaron sulfato de estreptomicina al extracto de E. coli . Esto separó el extracto en un sobrenadante sin ácido nucleico (fracción S) y un precipitado que contenía ácido nucleico (fracción P). La fracción P también contenía Pol I y factores termoestables esenciales para las reacciones de síntesis de ADN. Estos factores se identificaron como nucleósidos trifosfatos., los componentes básicos de los ácidos nucleicos. La fracción S contenía múltiples desoxinucleósido quinasas . [3] En 1959, el Premio Nobel de Fisiología o Medicina fue otorgado a Arthur Kornberg y Severo Ochoa "por su descubrimiento de los mecanismos involucrados en la síntesis biológica de ácido ribonucleico y ácido desoxirribonucleico ". [4]
Pol I funciona principalmente en la reparación del ADN dañado. Estructuralmente, Pol I es un miembro de la superfamilia de proteínas alfa / beta, que abarca proteínas en las que las hélices α y las cadenas β se encuentran en secuencias irregulares. El ADN Pol I de E. coli consta de múltiples dominios con tres actividades enzimáticas distintas. Tres dominios, a menudo denominados dominio pulgar, dedo y palma, trabajan juntos para mantener la actividad de la ADN polimerasa. [5] Un cuarto dominio junto al dominio de la palma contiene un sitio activo de exonucleasa que elimina los nucleótidos incorporados incorrectamente en una dirección de 3 'a 5' en un proceso conocido como corrección de pruebas. Un quinto dominio contiene otra exonucleasa sitio activo que elimina ADN o ARN en una dirección de 5 'a 3' y es esencial para la eliminación del cebador de ARN durante la replicación del ADN o el ADN durante los procesos de reparación del ADN.
La bacteria E. coli produce 5 ADN polimerasas diferentes: ADN Pol I, ADN Pol II, ADN Pol III, ADN Pol IV y ADN Pol V. Las células eucariotas contienen 5 ADN polimerasas diferentes: α, β, γ, δ y ε. [6] La ADN polimerasa β eucariota es más similar a la ADN Pol I de E. coli porque su función principal está asociada con la reparación del ADN, más que con la replicación. La ADN polimerasa β se utiliza principalmente en la reparación por escisión de bases y en la reparación por escisión de nucleótidos. [7] Se han identificado un total de 15 ADN polimerasas humanas. [8]
