ДНК-полимераза I Е. coli (PolI) была обнаружена А.Корнбергом с сотрудниками в 1958 г. Этот фермент явился первой найденной полимеразой. Он представляет собой мономерную полипептидную цепь и имеет трёхдоменную структуру. Каждый домен белка обладает отдельной ферментативной активностью: N-концевой домен – 5’-З’-экзонуклеазной; С-концевой – 5’-3’-полимеразной; средний домен – 3’-5’-экзонуклеазной. Она способна связываться с одноцепочечными участками ДНК в количестве примерно одна молекула на 300 нуклеотидных остатков. Рассмотрим ферментативные активности ДНК-полимеразы I Е. coli.
5’-3’-полимеразная активность. Для реакции необходимо наличие одноцепочечной ДНК-матрицы и комплементарного участку этой цепи фрагмента – праймера (затравки) с З’-ОН концом.
3’-5’-экзонуклеазная активность. Одноцепочечная или двухцепочечная ДНК гидролизуется с З’-ОН конца. Необходимо подчеркнуть, что 3’-5’-нуклеаза расщепляет диэфирную связь только в неспаренных участках ДНК.
Две эти активности дополняют друг друга во время полимеразной реакции, поскольку в растущую цепь может включиться некомплементарный нуклеотид. Однако полимераза не может присоединять нуклеотид к неправильно спаренному концу, образовавшемуся при её участии. На помощь приходит 3’-5’-экзонуклеаза, убирающая ошибочный нуклеотид, на место которого затем присоединяется правильный. 3’-5’-экзонуклеолитическая активность проявляется в направлении, обратном синтезу ДНК. Следовательно, важную роль играет 3’-5’-экзонуклеолитическая активность в обеспечении точности полимеризации.
5’-3’-экзонуклеолитическая активность деградирует одну цепь двухцепочечной ДНК, начиная со свободного 5’-конца. В отличие от 3’-5’-экзонуклеазы 5’-3’-экзонуклеаза расщепляет диэфирную связь только в спаренных участках двухцепочечной молекулы ДНК, более того она способна отщеплять с 5’-конца олигонуклеотиды длиной до десяти остатков. Скорость нуклеазного отщепления увеличивается на порядок при одновременно протекающей реакции полимеризации. При этом возрастает относительное количество олигонуклеотидов в продуктах гидролиза ДНК. Благодаря такому сочетанию ферментативных активностей ДНК-полимераза I Е. coli играет важную роль в репарации повреждений ДНК in vivo.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему