Back to chapter

7.5:

بوليميراز توليف الحمض النووى الريبوزى منزوع الاكسجين

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

Languages

Share

أثناء التضاعف المشبك المنزلق الذى هو وحدة فرعية بيتا في البكتيريا أو انتيجين تكاثر الخلايا النووى بى سي إن أيه-في حقيقيات النوى, يثبّت البوليميراز فى الحمض النووي 00:00:13.700 00:00:17.360 وهو يتحرك على طول الشريط محفزا تخليق الحمض النووي الجديد. عندما يتوقف هذا البوليميراز المضاعٍف على قاعدة أو منطقة تالفة, إنزيمات متخصصة تعدل هذا المشبك المنزلق تساهميا 00:00:26.960 00:00:31.260 من خلال إضافة يوبيكويتين أو بروتينات إس يو إم أوه 00:00:31.260 00:00:33.450 التعديل يحفز إطلاق البوليميراز المضاعف وتوظيف بوليميراز خاص يسمى بوليميراز دى إن أيه ترانسليشن أو بوليميراز تى إل سي, إلى الموقع التالف من خلال تفاعلات مع المشبك. بعد ذلك بوليميراز تى إل سي يٌدخل نوكليوتيدة 00:00:49.320 00:00:53.340 عبر الموقع المتضرر في عملية تسمى تخليق دى إن إيه تالف(ترانسليشن)بمجرد أن سلسلة الحمض النووي الوليدة إمتدت أبعد من الجزء التالف التعديل الكيميائي يصبح مفصولا عن المشبك.و البوليميراز تى إل سي تم تبديله مع بوليميريز دى إن إيه التضاعفى الخاص بالخلية. بربط البوليميراز التضاعفى 00:01:11.430 00:01:15.200 يتم إستئناف التضاعف الدقيق للدى إن أيه. على عكس إصلاح التلف لا يوجد استعادة تسلسل دى إن إيه الأصلي والضرر أو التلف سيظل موجود في الدى إن إيه إذن هذه الظاهرة وصفت بأنها تحمّل الضرر.أثناء التضاعف،بينما بعض بوليميرات تى إل سي 00:01:31.970 00:01:36.050 يمكنها إضافة النيوكليوتيدات الصحيحة إلى الشريط الجديد بالصدفة قد يكون الآخرون عرضة للأخطاء التي تؤدي إلى حدوث طفرات. نوع التلف في كثير من الأحيان يحدد دقة البوليميراز. على سبيل المثال عندما يكون الخطأ في موقع أوسطى فإنه لا يوجد معلومات مشفرة للبوليميراز لإضافة النوكليوتيدات الصحيحة أثناء التضاعف.في العتائق فإن البوليميراز دى بى أوه 4 يضيف الأدينين بشكل تفضيلي مقابل موقع أوسط. لكن بوليميرات أخرى قد تصلح تلف مماثل بطرق مختلفة.

7.5:

بوليميراز توليف الحمض النووى الريبوزى منزوع الاكسجين

تنقذ بوليمرات ترانسليجيون (TLS) بوليمرات الحمض النووي المتوقفة في مواقع القواعد التالفة عن طريق استبدال البوليميراز المتماثل وتركيب نوكليوتيد عبر الموقع التالف. بالقيام بذلك، يتيح TLS وقتاً إضافياً للخلية لإصلاح الضرر قبل استئناف الحمض النووي العادي النسخ المتماثل.

توجد بوليمرات TLS في جميع مجالات الحياة الثلاثة – العتائق والبكتيريا وحقيقيات النوى. من بين الفئات المختلفة لبوليميرات TLS، تم تزويد أفراد عائلة Y بهياكل متخصصة مُحسَّنة لتنفيذ توليف TLS DNA.

على الرغم من التشابه البنيوي المشترك، تختلف بلمرات عائلة Y عن البوليمرات التكرارية في بعض الطرق الرئيسية التي تسمح لها بأداء TLS. تفتقر بوليمرات عائلة Y إلى الاتجاه الجوهري من 3′-إلى-5′ مجال نوكلياز خارجي لبوليميرات الحمض النووي التكراري الذي يسمح لهم بمراجعة الخيط المنسوخ حديثاً. يتمثل الاختلاف الرئيسي الآخر في الموقع النشط الأكبر والأكثر انفتاحاً لبوليمرات TLS من عائلة Y والتي يمكن أن تلائم القواعد الضخمة المعدلة كيميائياً، بما في ذلك القواعد المرتبطة تساهمياً في مضاعف الثايمين.

أثناء تخليق TLS DNA، يجب أن يمد بوليميراز TLS الشريط إلى ما بعد الإدخال عبر الموقع التالف. إذا تمت إعادة البوليميراز المتماثل مباشرة بعد أن يدخل بوليميراز TLS القاعدة، فإن الاتجاه من 3′-إلى-5′ سيتعرف نشاط تدقيق نوكلياز خارجي للبوليميراز المتماثل على القاعدة المدرجة ويزيلها. يعتمد طول الامتداد بواسطة TLS بوليميراز على المسار المتبع. بالنسبة للمسار غير المسبب للطفرات، قد يكون عدد مرات الإدخال 5، بينما بالنسبة لمسار تغيير الإطارات، سيكون الإدخال بطول 4 نيوكليوتيدات.

Suggested Reading

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