La holoenzima de la ADN polimerasa III es el complejo enzimático principal involucrado 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 agregados por evento de unión) y, específicamente en referencia a la replicación del genoma de E. coli , funciona en junto 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 de ADN Pol III también tiene capacidad de corrección de pruebas que corrige los errores de replicación mediante la lectura de la actividad de exonucleasa 3 '→ 5' y sintetizando 5 '→ 3'. El ADN 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 ADN 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 replisome. [1] )
- 2 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).
- 1 unidad γ (también dnaX) que actúa como cargador de pinza para los fragmentos de la hebra rezagada de Okazaki , ayudando a las dos subunidades β a formar una unidad y unirse al ADN. La unidad γ está formada por 5 subunidades γ que incluyen 3 subunidades γ, 1 subunidad δ ( holA ) y 1 subunidad δ '( holB ). El δ está involucrado en la copia de la hebra rezagada.
- Χ ( holC ) y Ψ ( holD ) que forman un complejo 1: 1 y se unen a γ o τ. X también puede mediar el cambio de cebador de ARN a ADN. [2]
Actividad
La ADN polimerasa III sintetiza pares de bases a una velocidad de alrededor de 1000 nucleótidos por segundo. [3] La actividad del ADN Pol III comienza después de la separación de la cadena 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 :
("!" para ARN , '"$" para ADN , "*" para polimerasa )
--------> * * * *! ! ! ! _ _ _ _ _ _ _ _ | ARN | <- columna vertebral de ribosa (azúcar) -fosfatoGUAU | Pol | <- cebador de ARN* * * * | _ _ _ _ | <- enlace de hidrógenoCATAGCATCC <- plantilla de ADN ss ( ADN monocatenario )_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <- espina dorsal de desoxirribosa (azúcar) -fosfato$ $ $ $ $ $ $ $ $
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, agregando al 3'OH del cebador:
* * * *! ! ! ! _ _ _ __ _ _ _ | ADN | <- esqueleto de desoxirribosa (azúcar) -fosfatoGUAU | Pol | <- cebador de ARN* * * * | _III_ _ | <- enlace de hidrógenoCATAGCATCC <- plantilla de ADN ss ( ADN monocatenario )_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <- espina dorsal de desoxirribosa (azúcar) -fosfato$ $ $ $ $ $ $ $ $
Síntesis de ADN
La ADN polimerasa III sintetizará entonces una hebra continua o discontinua de ADN, dependiendo de si esto ocurre en la hebra principal o retrasada ( fragmento de Okazaki ) del ADN. La ADN polimerasa III tiene una alta procesividad y, por lo tanto, sintetiza ADN muy rápidamente. Esta alta procesividad se debe en parte a las abrazaderas β que "sujetan" las hebras de ADN.
-----------> * * * *! ! ! ! $ $ $ $ $ $ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ | ADN | <- esqueleto de desoxirribosa (azúcar) -fosfatoGUAUCGTAGG | Pol | <- cebador de ARN* * * * * * * * * * | _III_ _ | <- enlace de hidrógenoCATAGCATCC <- plantilla de ADN ss ( ADN monocatenario )_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <- espina dorsal de desoxirribosa (azúcar) -fosfato$ $ $ $ $ $ $ $ $
Eliminación de imprimación
Después de la replicación de la región deseada, el cebador de ARN es eliminado por la ADN polimerasa I 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. La ADN polimerasa I y III, junto con muchas otras enzimas, son todas necesarias para la alta fidelidad y alta procesividad de la replicación del ADN.
Ver también
- Abrazadera beta
- ADN polimerasa
- Replicación de ADN
Referencias
- ^ Reyes-Lamothe R, Sherratt D, Leake M (2010). "Estequiometría y arquitectura de la maquinaria de replicación activa de ADN en Escherichia Coli" . Ciencia . 328 (5977): 498–501. doi : 10.1126 / science.1185757 . PMC 2859602 . PMID 20413500 .
- ^ Olson MW, Dallmann HG, McHenry CS (diciembre de 1995). "Complejo DnaX de la holoenzima de la 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 .
- ^ Kelman Z, O'Donnell M (1995). "Holoenzima 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 .
enlaces externos
- Descripción general en la Universidad Estatal de Oregon
- ADN + polimerasa + III en la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Encabezados de temas médicos (MeSH)
- Tomar medidas drásticas contra las bacterias patógenas : cómo cerrar un complejo clave de ADN polimerasa