Che cos’è la Polimerasi
Introduzione di un desossinucleotide trifosfato nel nuovo filamento. Abbiamo filamento stampo e il primer a cui si legano i nuovi nucleotidi. La direzione di crescita è sempre 5′ 3′, quindi il desossinucleotide trifosfato viene aggiunto all’estremità 3′.
Avviene l’idrolisi di un legame fosfo-anidride tra il P in α del nucleotide trifosfato entrante e il P in β e l’energia che si libera viene usata per formare un legame fosfodiestere, si libera pirofosfato che poi viene degradato a 2-ortofosfato da una pirofosfatasi inorganica, quindi la reazione non è reversibile. Prima di tutto però bisogna avere l’appaiamento delle basi.
DNA Polimerasi procariotica
La DNA polimerasi procariotica, è costituita da varie catene polipeptidiche e nel suo complesso è un polienzima che ha la forma di una mano destra. Se l’appaiamento è giusto l’OH in 3′ reagisce con il P in α del nucleoside trifosfato che è entrato, con la rottura del legame fosfoanidride e l’energia liberata è usata per formare il legame fosfodiestere.
I nuovi filamenti sono sempre sintetizzati in direzione 5′-3′. Questo vale sia per la DNA polimerasi sia per la trascrizione, come nelle proteine da carbossiterminale ad amminoterminale. Il P in 5′ può essere solo aggiunto ad un OH in 3′ del desossiribosio. C’è una grossa differenza tra RNA polimerasi e DNA polimerasi: le RNA polimerasi possono sintetizzare un nuovo filamento a partire da due nucleotidi mentre le DNA polimerasi possono solamente estendere un filamento già esistente. Perciò per sintetizzare un filamento di DNA viene sintetizzata una corta sequenza di RNA costituita da 5-12 nucleotidi (primer o innesco) da uno specifico enzima, la primasi. Poi c’è la proteina che si lega al singolo filamento (proteina SSB). Il ruolo dell’elicasi è quello di aprire la doppia elica di DNA, invece le proteine SSB possono legarsi ai filamenti che si sono separati facendo si che essi non si accoppino di nuovo alle basi complementari; servono quindi a mantenere i filamenti separati. I meccanismi di replicazioni nei batteri e negli eucarioti sono simili, ma la DNA polimerasi eucariotica non contiene una subunità simile alla subunità β DNA polimerasi di escherichia coli. Questa subunità ha funzione di elicasi. Le DNA polimerasi eucariotiche usano una proteina separata (antigene nucleare delle cellule in proliferazione) per pinzare il DNA.
DNA POLIMERASI PROCARIOTI
Non c’è un solo enzima. Nell’escherichia coli, batterio per eccellenza ce ne sono 3 tipi e sono denominati I, II, III. La DNA polimerasi I viene usata dal batterio per riempire le discontinuità tra i i frammenti di DNA del filamento ritardato, essa è anche il principale enzima che riempie le fessure durante la riparazione del DNA; la DNA polimerasi II è codificata dal gene polB che è coinvolto nelle risposte SOS al danno del DNA; la replicazione del DNA è portata avanti dalla DNA polimerasi III. La DNA polimerasi è formata da diverse catene polipeptidiche denominate subunità con una massa totale che è oltre 600 kilodalton. Tra esse riconosciamo subunità α, ε e q che costituiscono il core della polimerasi. Il principale ruolo delle altre subunità è quello di mantenere l’enzima unito al filamento stampo. Le due subunità β possono formare una struttura ad anello per fare una pinza alla molecola di DNA e scorrere con il core della polimerasi lungo la molecola di DNA, questo permette che avvenga la continua polimerizzazione del filamento principale. In assenza della subunità β che permette che l’enzima resti attaccato al filamento stampo la polimerizzazione si interromperebbe quasi subito.
DNA POLIMERASI EUCARIOTI
Ci sono 5 tipi di DNA polimerasi (α, β, γ, δ, ε). La γ è localizzata esclusivamente nei mitocondri ed è responsabile per la sintesi del DNA mitocondriale, le altre DNA polimerasi sono localizzate nel nucleo. La polimerasi α sintetizza il filamento ritardato e corrisponde alla primasi, la β è preposta alla riparazione del DNA, l’enzima δ è preposto alla replicazione del filamento leader durante la replicazione e la riparazione, la ε è preposta alla replicazione del filamento ritardato durante la replicazione e la riparazione. La poligamia è solo dei mitocondri.
