DNA polimerase pada eukariota

Nama : Arbi Nur Zaman
Nim : H0509013
Apakah DNA polimerase?
DNA polimerase adalah enzim yang mengatalisis polimerisasi deoxyribonucleotide ke untai
DNA. DNA polimerase terkenal atas peran mereka dalam replikasi DNA, di mana polimerase
"membaca" untai DNA utuh sebagai template dan menggunakannya untuk mensintesis untai
baru.
Proses ini salinan potongan DNA. Baru mengalami molekul melengkapi untai template dan
identik dengan template asli mitra strand. DNA polimerase menggunakan sebuah ion magnesium
untuk aktivitas katalitik.
DNA polimerase memiliki struktur sangat kekal, yang berarti bahwa mereka secara keseluruhan
katalitik subunit bervariasi, pada keseluruhan, sangat sedikit dari spesies. Struktur kekal biasanya
menunjukkan penting, irreplicable fungsi sel, pemeliharaan yang menyediakan kelebihan
evolusi.
Representasi permukaan manusia DNA polimerase β (Pol β), enzim tengah di jalur perbaikan
(BER) Eksisi dasar.
Beberapa virus juga menyandikan khusus DNA polimerase, seperti virus Hepatitis B DNA
polimerase. Ini mungkin secara selektif replikasi virus DNA melalui berbagai mekanisme.
Retrovirus menyandikan polimerase DNA yang tidak biasa yang disebut transkriptase, yang
bergantung pada RNA polimerase DNA (RdDp). Itu berpolimerisasi DNA dari template RNA.
DNA polimerase keluarga
Berdasarkan urutan homologi, DNA polimerase dapat dibagi lagi menjadi tujuh keluarga yang
berbeda: A, B, C, D, X, Y, dan RT.
Keluarga A
Polimerase mengandung keduanya replikasi dan memperbaiki polimerase. Replikasi anggota dari
keluarga ini termasuk secara ekstensif mempelajari T7 DNA polimerase, serta polimerase DNA
mitokondria eukariotik γ. Di antara perbaikan polimerase adalah '' E. coli'' DNA pol I, pol ''
Thermus aquaticus'' saya, dan '' Bacillus stearothermophilus'' pol saya. Ini perbaikan polimerase
terlibat dalam Eksisi perbaikan dan pengolahan fragmen Okazaki yang dihasilkan selama
tertinggal strand sintesis.
Keluarga B
Polimerase sebagian besar berisi replikasi polimerase dan termasuk utama eukariotik DNA
polimerase α, δ, ε, (lihat huruf-huruf Yunani) dan juga DNA polimerase ζ. keluarga b juga
termasuk DNA polimerase dikodekan oleh beberapa bakteri dan bakteriofag, yang bestcharacterized adalah dari bakteriofag T4, Phi29, dan RB69. Enzim-enzim ini terlibat dalam baik
memimpin dan tertinggal strand sintesis selama replikasi. Ciri dari keluarga b polimerase adalah
sintesis DNA mereka sangat setia selama replikasi. Sementara banyak memiliki intrinsik 3'-5 '
proofreading exonuclease aktivitas, eukariotik DNA polimerase α dan ζ adalah dua contoh dari
keluarga b polimerase kurang kegiatan ini proofreading.
Keluarga C
Polimerase adalah utama enzim replikasi kromosom bakteri. DNA polimerase III alpha subunit
dari '' E. coli'' adalah subunit katalitik dan memiliki tidak dikenal nuclease aktivitas. Subunit
terpisah, epsilon subunit, memiliki 3'-5 ' aktivitas exonuclease yang digunakan untuk mengedit
selama replikasi kromosom. Penelitian terbaru telah diklasifikasikan keluarga c polimerase
sebagai subkategori keluarga X.
Keluarga D
Polimerase masih tidak sangat baik ditandai. Contoh dikenal ditemukan di Euryarchaeota
subdomain dari Archaea dan dianggap replikasi polimerase.
Keluarga X
Berisi β pol terkenal eukariotik polimerase, serta polimerase eukariotik lain seperti pol σ, pol λ,
pol μ, dan terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT). Pol β diperlukan untuk pendek-patch
dasar Eksisi perbaikan, reparasi DNA jalur yang sangat penting untuk memperbaiki situs abasic.
Pol λ dan Pol μ terlibat dalam non-homolog akhir-bergabung, mekanisme untuk bergabung DNA
untai ganda istirahat. TdT dinyatakan hanya dalam jaringan limfoid, dan menambah "n
nukleotida" double-strand istirahat selama v untuk mempromosikan keragaman imunologikal.
Ragi ''Saccharomyces cerevisiae'' memiliki hanya satu Pol X polimerase, Pol4, yang terlibat
dalam non-homolog akhir bergabung.
Keluarga Y
Polimerase berbeda dari orang lain dalam memiliki kesetiaan rendah pada template tidak rusak
dan kemampuan mereka untuk meniru melalui DNA yang rusak. Anggota keluarga ini maka
disebut translesion sintesis (TLS) polimerase. Tergantung pada lesi, TLS polimerase dapat
bypass kerusakan dalam mode bebas dari kesalahan atau rawan kesalahan, kedua mengakibatkan
peningkatan mutagenesis. Xeroderma pigmentosum varian (XPV) pasien misalnya memiliki
mutasi pada gen encoding Pol η (eta), yang bebas dari kesalahan untuk UV-lesi. Pada XPV
pasien, alternatif rawan kesalahan polimerase, misalnya, Polζ (zeta) (ζ polimerase adalah
polimerase keluarga b kompleks subunit katalitik REV3L dengan Rev7, yang menghubungkan
dengan Rev1), yang diperkirakan terlibat dalam kesalahan yang mengakibatkan kanker
kecenderungan ini pasien. Anggota lain dalam manusia adalah Pol ι (iota), Pol κ (kappa), dan
Rev1 (terminal deoxycytidyl transferase). Di E.coli, dua TLS polimerase, Pol IV (DINB) dan
PolV (UmuD'2C), disebut.
Keluarga RT
Keluarga transkriptase berisi contoh-contoh dari retrovirus maupun eukariota polimerase.
Polimerase eukariota biasanya dibatasi untuk telomerases. Polimerase ini menggunakan template
RNA untuk mensintesis untai DNA.
Peran
DNA Polimeraseberperandalamelongasidanproofreading.


Elongasi. Elongasi atau pemanjangan rantai menentukan kecepatan berlangsungnya
reaksi polimerisasi (nukleotida per detik), yang dinyatakan sebagai prosesivitas yaitu
jumlah nukleotida yang ditambahkan sebelum enzim DNA polimera seini melepaskan
dirinya dari rantai cetakan.
Proof reading merupakan aktivitas mengenali kekeliruan pengkopian dan
memperbaikinya. Penelitian pada awal tahun 2010 pada sel jaringan ikat manusia
menyatakan ada tiga jenis DNA polimerase yang terlibat dalam terjadinya pemotongan
nukleotida, dalam rangka koreksi terhadap DNA, yaitu DNA polimerase δ, ε, dan κ
Mekanisme kerja
DNA polimerase dapat menambahkan nukleotida-nukleotida bebas hanya pada ujung 3' dari
rantai yang baru terbentuk. Hal ini menyebabkan terjadinya elongasi atau pemanjangan pada
rantai baru dengan arah dari ujung 5' keujung 3'. DNA polimerase tidak bisa memulai rantai
baru. DNA polimerase hanya bisa menambahkan nukleo tida keujung 3' yang sudah ada, oleh
karena itu membutuhkan primer sehingga nukleotida dapat ditambahkan. Nukleotida yang
ditambahkan yaitu salah satu dari empat deoksiribonukleosida trifosfat (dNTP) yang terdiri atas
deoksiadenin trifosfat(dATP), deoksisitosintrifosfat (dCTP), deoksiguanintrifosfat (dGTP),
dandeoksitimidintrifosfat (dTTP), yang kemudian setelah reaksi pembentukan DNA oleh DNA
polimerase, berubah menjadi nukleotida monofosfat.
DNA
Polimerase menggunakan satu situs aktif tunggal dalam reaksi katalisasi penambahan satu dari
empat deoksiribonukleosida trifosfat (dNTP) pada rantai tunggal DNA yang digunakan sebagai
cetakan untuk membentuk DNA utuh, dalam hal ini menjadi DNA rantai ganda. DNA
polimerase mengenali kemampuan nukleotida yang datang untuk membentuk pasangan basa A
dan T atau G dan C dengan DNA rantai tunggal yang menjadi cetakannya, kemudian jika
nukleotida tersebut merupakan pasangan basa yang sesuai maka terjadilah reaksi katalisasi
pembentukan DNA baru.
Struktur
Struktur 3 dimensi DNA Polimerase beta manusia berserta dengan DNA
Struktur DNA Polimerase diketahui melalui kristalografi menyerupai tangan kanan. DNA
polimerase dianalogikan terbagi atas tiga bagianya itu ibujari, jari-jari tangan lainnya, serta
telapak tangan.
1. Daerah telapak tangan dari DNA polimerase tersusun atas helai beta serta situs katalis
utama pada DNA polimerase. Daerah ini mengikat dua ion logam secara terpisah dari
bagian enzim lainnya, biasanya ion logam yang diikat adalah ion Magnesium atau Seng.
Daerah ini berperan dalam katalisis reaksi transfer gugus fosfor.
2. Daerah jari-jari tangan lainnya dari DNA polimerase berperan penting saat suatu
pasangan basa yang sesuai terbentuk antara nukleotida dengan cetakannya. Daerah ini
bergerak mengurung nukleotida tersebut, kemudian memicu terjadinya reaksi katalisis
dengan mendekatkan nukleotida tersebut dengan ion-ion logam katalis yang ada di
daerah telapak tangan.
3. Daerah ibu jari dari DNA polimerase tidak secara langsung terlibat dalam dalam reaksi
katalisis, melainkan hanya berinteraksi dengan DNA yang baru saja terbentuk. Hal ini
berfungsi untuk mempertahankan posisi primer dengan situs aktif dari enzim DNA
polimerase ini tetap dekat serta membantu DNA polimerase tetap bergabung dengan
substratnya. Daerah ini juga berperan dalam prosesivitas DNA polimerase.
Klasifikasi
DNA polimerase diklasifikasikan berdasarkan hubungan filogenetiknya menjadi enam kelompo
kutama :






E.coli pol I (kelas A)
E.coli pol II (kelas B)
E.coli pol III (kelas C)
Euryarchaeotic Pol II (kelas D)
Pol β manusia (kelas X)
E.coliUmuC/DinBdanvarian RAD30/xerodermapigmentosumeukariota (kelas Y)
DNA polimerase pada eukariota termasuk pada enzim-enzim kelasA, kelas B, kelas X, kelas Y.
DNA polimerase pada prokariota
Ada 5 jenis DNA polimerase yang diketahui pada bakteri Escherichia coli :
1.
2.
3.
4.
5.
Pol I
Pol II
Pol III
Pol IV
Pol V
DNA polimerase pada eukariota
Ada berbagai DNA polimerase pada eukariota:
1. Pol α
2. Pol β
3. Pol γ
4. Pol δ
5. Pol ε
6. Pol θ
7. Pol ζ
8. Pol λ
9. Pol μ
10. Pol κ
11. Pol η
12. Pol ι
13. Rev1