DNA y RNA Polimerasas

DNA y RNA Polimerasas

 T emario emario

DNA polimerasas  Gen General eralid idad ades es  Pr Procar ocariota iota (I, (I, II, III)  Eucariota (EFKI RNA

polimerasas

 Gen General eralid idad ades es  Procari ariota  Eucariota Eucariota (I, II, III)

DNA Polimerasas-Generalidades Momento: Replicación

DNA polimerasas  Catalizan la reacción química de la síntesis del DNA, creación de enlaces fosfodiéster entre los desoxirribonucleótidos en una cadena de DNA.

DNA Polimerasas-Generalidades Poli(nucleótido) n-3'-OH + dNTP --> Poli(nucleótido)n+1-3'-OH +PP

Mecanismo

de Reacción

 Grupo hidroxilo extremo terminal 3' al final de una cadena de DNA realiza un ataque nucleofílico sobre el fosfato  de un dNTP*.  Dirección 5'3' exclusivamente**. *El dNTP ha sido posicionado previamente para la incorporación al cebador mediante enlaces de hidrógeno con el nucleótido apropiado en la cadena molde. ** La dirección es exclusivamente 5¶3¶en la actividad de polimerasa, sin embargo existen polimeras como la pol I con actividad exonucleasa en sentido opuesto

DNA Polimerasas-Generalidades Poli(nucleótido)n-3'-OH + dNTP --> Poli(nucleótido)n+1-3'-OH +PP

Grupo hidroxilo es un nucleófilo débil y el pirofosfato un buen grupo de saliente«..

La reacción se desplaza hacia los productos por la acción del pirofosfato sobre otro producto de reacción (PPi + H2O2Pi)«.

 Reacción fácilmente reversible.

 Se gastan dos fosfatos por cada nucleótido incorporado.

DNA Polimerasas-Generalidades DNA polimerasa I  Presente en bacterias.  Actividad exonucleasa dirección 3' 5'  Permite la traslación de mella.

DNA Polimerasas-Generalidades Traslación de mella: La eliminación de ribonucleótidos del extremo 5' del RNA cebador, acoplada con la extensión simultánea del extremo 3' del fragmento de Okazaki, mediante la incorporación de desoxirribunocleótidos.

La polimerasa replicativa es dimérica, y sus acciones están coordinadas con los moldes de la cadena líder y la retardada.

DNA Polimerasa en Procariotas- DNA Polimerasa I `

Requiere

de un DNA molde y un cebador (DNA o RNA).

`

Una sóla cadena polipeptídica.

`

La enzima posee tres lugares activos:

a)

3' exonucleasa

b)

5' exonucleasa

c)

Polimerasa

3' exonucleasa  Correción de pruebas  Eliminación de nucleótidos con apareamiento incorrecto. 5' exonucleasa

`

Es posible eliminar ribonucleótidos.

desoxi

o

`

Puede eliminar nucleótidos dañados y reponerlos inmediatamente.

 Corta RNA en cadena retardada.  Elimina ribonucleótidos y sustituye por desoxiribonucleótidos.

DNA Polimerasa en Procariotas- DNA Polimerasa I

Estructura 103 Kdalton

Fragmento N terminal pequeño (dominio 5' exonucleasa)

Fragmento C teminal grande (dominio 3' exonucleasa y polimerasa bien separados) a.k.a Fragmento de Klenow

Hendidura grande para el DNA, parecido a una mano con palma, pulgar y dedos.

DNA Polimerasa en Procariotas- DNA Polimerasa II y III

II

III

Incorporación de nucleótidos durante la replicación.

Esencial en replicación

Función como reparadora de DNA

polC  gen para subunidad catalítica

Elevada Vmax

Gen polB

DNA Polimerasa en Procariotas- DNA Polimerasa I, II y III

Estructuras

y Mecanismos de las

Polimerasas `

`

El lugar activo de la polimerasa se encuentra en el dominio de la palma y el de la 3' exonucleasa en la base de la palma. Dos iones de magnesio unidos a nucleótidos fosfato y residuos aspartato son esenciales para la catálisis.

Holoenzima

E I  U

de la Polimerasa III

 Gen polC   Actividad polimerasa

Cargador de Pinza

 Actividad 3' exonucleasa

 Desconocida

Complejo KHH 'GNK dos o tres subinidades) K Se une a  F lleva a cabo la apertura del anillo.

X

 Dimérica, dimeriza a la polimerasa para trabajar en cadena líder y retardada.

G

 Cambia de los RNA cebadores a DNA

 F



Mantiene

unida la enzima al DNA durante la adición

Requiere

ATP para cambio conformacional, mas no se hidroliza hasta que cierra el anillo.

Holoenzima

Polimerasa III

DNA Polimerasa en `

Eucariotas

Cinco DNA polimerasas distintas: EFKH I

RNA Polimerasas-Generalidades Momento: Transcripción 

Síntesis de RNA utilizando un proceso de copiado a de una cadena molde de DNA n(ATP+CTP+GTP+UTP)(AMP-CMP-GMP-UMP)n +nPPi

RNA Polimerasa

Procariota Una sola sintetiza las tres clases de RNA

Eucariota I : rRNA II: mRNA III: rRNA y especie 5s del rRNA



 



La actividad de la RNA polimerasa es lenta pero se produce en muchos sitios simultáneos. Rara vez o nunca se disocia del molde hasta que llega la señal específica. Es menos exacta que DNA polimerasa. En E. c oli la actividad exonucleasa se da por las proteínas GreA y  GreB

Estructura

de RNA Polimerasa Procariota

Estructura ` ` `

RNA

de RNA Polimerasa

Eucariota

polimerasas diferentes. RNA polimerasa nuclear tiene hasta doce subunidades. Requieren factores de transcripción.

Estructura RNA

pol I

 Pre-rRNA  13 subunidades  600 Kdalton

de RNA Polimerasa RNA

pol II

 Genes estructurales y RNA nucleares pequeños  12 subunidades  Al menos cinco factores de transcripción

Eucariota RNA

pol III

 700 Kdalton  14 subunidades  Genes pequeños que no se traducen a proteinas. tRNA y rRNA 5S  Regulado por secciones dentro de la cadena.  Al menos 5 factores de transcripción

Gracias