Back to chapter

7.5:

Translezyon DNA Polimerazları

JoVE Core
Molecular Biology
This content is Free Access.
JoVE Core Molecular Biology
Translesion DNA Polymerases

Languages

Share

Replikasyon sırasında, bakterilerde bir beta alt birim olan bir kayan kelepçe veya ökaryotlarda Çoğalan Hücre Çekirdek Antijeni zincir boyunca ilerlerken polimerazı DNA’ya bağlar ve yeni DNA sentezini katalize eder. Bu replikatif polimeraz hasarlı bir bazda veya bölgede durduğunda, özel enzimler bu kayar kelepçeyi ubikuitin veya SUMO proteinleri ekleyerek kovalent bağlanma aracılığıyla değiştirir. Bu değişiklik, replikatif polimerazın serbest bırakılmasını ve Translezyon DNA polimeraz veya TLS polimeraz adı verilen özel bir polimerazın kelepçe ile etkileşimler yoluyla hasarlı bölgeye eklenmesini tetikler.Daha sonra, TLS polimeraz, translezyon DNA sentezi adı verilen bir işlemle hasarlı bölgeye bir nükleotid yerleştirir. Yeni oluşan DNA zinciri, lezyonun ötesine geçtikten sonra, kimyasal modifikasyon kelepçeden ayrılır. Ve TLS polimeraz, hücrenin replikatif DNA polimerazıyla değiştirilir.Replikatif polimerazın bağlanmasıyla, DNA replikasyonu doğru şekilde devam eder. Hasar tamirinin aksine, orijinal DNA dizisinde bir onarım yapılmaz ve DNA’da hasar veya lezyon hala var olacaktır. Bu olay, hasara dayanım olarak tanımlanır.Replikasyon sırasında, bazı TLS polimerazları tesadüfen yeni zincire doğru nükleotidleri ekleyebilirken, diğerleri mutasyonlara yol açan hatalar yapabilir. Genellikle polimerazın işlevinin doğruluğunu lezyon tipi belirler. Örneğin, hatanın abazik bölgede olduğu durumlarda, replikasyon sırasında polimerazın doğru nükleotidi eklemesi için gereken kodlama bilgisi yoktur.Arkelerde, Dpo4 polimerazı tercihen abazik bir bölgenin karşısına bir adenin ekler. Ancak diğer polimerazlar benzer lezyonları farklı şekillerde düzeltebilir.

7.5:

Translezyon DNA Polimerazları

Translezyon (TLS) polimerazları, kopyalayıcı polimerazın yerini alarak ve hasarlı bölgeye bir nükleotid takarak hasarlı bazların bulunduğu bölgelerde duran DNA polimerazlarını kurtarır. Bunu yapan TLS, normal DNA replikasyona devam etmeden önce hücrenin hasarı onarması için ek süre sağlar.

TLS polimerazları yaşamın her üç alanında da bulunur – arkea, bakteri ve ökaryotlar. TLS polimerazlarının farklı sınıflarından, Y ailesinin üyeleri TLS DNA sentezini gerçekleştirmek için optimize edilmiş özel yapılarla donatılmıştır.

Yapısal benzerlikleri paylaşmalarına rağmen, Y ailesi polimerazları, TLS gerçekleştirmelerini sağlayan bazı anahtar şekillerde çoğaltıcı polimerazlardan farklıdır. Y ailesi polimerazları, yeni çoğaltılan ipliği düzeltmelerine izin veren replikatif DNA polimerazlarının içsel 3' ila 5' ekzonükleaz alanından yoksundur. Bir diğer önemli fark, bir timin-timin dimerinde kovalent olarak bağlanmış bazlar da dahil olmak üzere hantal, kimyasal olarak modifiye edilmiş bazlara uyabilen Y ailesi TLS polimerazlarının daha büyük ve daha açık aktif bölgesidir.

TLS DNA Sentezi sırasında, TLS polimeraz, iplikçiyi hasar görmüş bölgedeki eklerin ötesine uzatmalıdır. Replikatif polimeraz, TLS polimeraz bir baz ekledikten hemen sonra eski haline getirilirse, replikatif polimerazın 3' ila 5' eksonükleaz redaksiyon aktivitesi, eklenen bazı tanıyacak ve kaldıracaktır. TLS polimeraz tarafından uzatma uzunluğu, takip edilen yola bağlıdır. Mutajenik olmayan bir yol için, ekleme sayısı, belki 5, bir çerçeve geçme yolu için, yerleştirme 4 nükleotid uzunluğunda olacaktır.

Suggested Reading

  1. Goodman, Myron F., and Roger Woodgate. "Translesion DNA polymerases." Cold Spring Harbor perspectives in biology 5, no. 10 (2013): a010363.