bioquímica y biología molecular

          Esta enzima fue descrita por primera vez por Arthur Kornberg en 1957 en Escherichia coli.  A la fecha se han descrito cinco tipos de ADN polimerasas.

ADN polimerasa      a (I)             d (III)                      e(II)              b                  g

Localización            nuclear         nuclear                   nuclear         nuclear          mitocondrial

Función en síntesis

de ADN                  cebar           síntesis ADN           reparación    reparación   replicación

otras funciones       -                   3´-5´                      3´-5´             -                   3´-5´

exonucleasa            exonucleasa           exonucleasa

inhibidores              afidicolina     afidicolina               afidicolina     desoxi-TTP  desoxi-TTP            

Tabla: los cinco tipos de ADN polimerasas y algunas de sus características

En general las ADN polimerasas catalizan la formación de ADN de acuerdo a la siguiente reacción:

extremo 3´-OH del ADN + nucleósido-3P – genera enlace fosfodiéster (ADN un nucleótido más grande) + Ppi.

La reacción se completa cuando el enlace de alta energía del Ppi es hidrolizado por la pirofosfatasa inorgánica.

La ADN polimerasa comete muy pocos errores.

Enzima                                       localización de la actividad                     tasa de errores

                                                 Sintética y correctora*                          -                   +

ADN polimerasa I (E. coli )          misma subunidad                                  10^-5              5X10^-7

ADN polimerasa III (E. coli )        subunidades separadas                        7X10^-6          5X10^-9

ADN polimerasa (T4)                  misma subunidad                                  5X10^-5 10^-7

ADN polimerasa (T7)                  desconocida                                         10^-5              10^-6

Transcriptasa reversa                 ninguna                                                10^-5              n.d.

Tabla: frecuencia de errores cometidos por diferentes ADN polimerasas.

*se refiere a la corrección de errores cometidos en la síntesis de ADN

-, +: tipo de hebra.

 ADN polimerasas son enzimas polimerasas (celulares o virales) que intervienen en el proceso de replicación del ADN. Llevan a cabo la síntesis de la nueva cadena de ADN emparejando los desoxirribonucleótidos trifosfato (dNTP) con losdesoxirribonucleótidos complementarios correspondientes del ADN molde. Los dNTP que se usan en la replicación del ADN contienen tres fosfatos unidos al grupo hidroxilo 5' de la desoxirribosa y dependiendo de la base nitrogenada serán dATP, dTTP,dCTP o dGTP. La reacción fundamental es una transferencia de un grupo fosfato en la que el grupo 3'-OH actúa como nucleófiloen el extremo 3' de la cadena que está en crecimiento. El ataque nucleofílico se produce sobre el fosfato α (el más próximo a la desoxirribosa) del desoxirribonucleósido 5' trifosfato que entra, liberándose pirofosfato inorgánico y alargándose el ADN (al formarse un nuevo enlace fosfodiéster). A diferencia de la mayoría de procesos biológicos que ocurren en la célula en los que sólo se separa un grupo fosfato (P_i), durante la replicación se separan los dos últimos grupos fosfato, en forma de grupo pirofosfato (PP_i)...

Este proceso se puede resumir en una ecuación química:

(DNA)_n + dNTP ↔ (DNA)_n+1 + PP_i

 

La vida de los seres vivos es muy variable , por tanto para que esta no se extinga ha de haber un momento en se reproduzcan, lo cual lleva implicito la formación de copias del ADN del progenitor o progenitores .Se dieron muchas hipótesis sobre como se dupllicaba el ADN hasta que Watson y Crick propusieron la hipótesis semiconservativa (posteriormente demostrada por Meselson Y Stahl en 1957), según la cual, las nuevas moléculas de ADN formadas a partir de otra antigua, tienen una hebra antigua y otra nueva. MECANISMO DE DUPLICACIÓN DEL ADN EN PROCARIONTES    Hay que recordar que es circular y ocurre en tres etapas: 1ª etapa: desenrrollamiento y apertura de la doble hélice.en el punto ori-c. Intervienen un grupo de enzimas y proteinas, a cuyo conjunto se denomina replisoma * Primero: intervienen las helicasas que facilitan en desenrrollamiento * Segundo: actuan las girasas y topoisomerasas que eliminan la tensión generada por la torsión en el desenrrollamiento. * Tercero: Actuan las proteinas SSBP que se unen a las hebras molde para que no vuelva a enrollarse. 2ª etapa. síntesis de dos nuevas hebras de ADN. * Actuan las ADN polimerasas para sintetizar las nuevas hebras en sentido 5´-3´, ya que la lectura se hace en el sentido 3´-5´. * Intervienen las ADN polimerass I y III, que se encargan de la replicación y corrección de errores. La que lleva la mayor parte del trabajo es la ADN polimerasa III * Actua la ADN polimerasa II, corrigiendo daños causados por agentes físicos. La cadena 3´-5´es leida por la ADN polimerasa III sin ningún tipo de problemas ( cadena conductora). En la cadena 5´-3´ no puede ser leida directamente, esto se soluciona leyendo pequeños fragmentos ( fragmentos de Okazaki ) que crecen en el sentido 5´-3´y que más tarde se unen . Esta es la hebra retardada,llamada de esta forma porque su síntesis es más lenta.