ADN polimerase V
| ADN polimerase V, subunidade C | |
|---|---|
| Identificadores | |
| Organismo | |
| Símbolo | umuC |
| Entrez | 946359 |
| RefSeq (Prot) | NP_415702.1 |
| UniProt | P04152 |
| Outros datos | |
| Número EC | 2.7.7.7 |
| Cromosoma | xenoma: 1.23 - 1.23 Mb |
| ADN polimerase V, subunidade D | |
|---|---|
| Identificadores | |
| Organismo | |
| Símbolo | umuD |
| Entrez | 945746 |
| RefSeq (Prot) | NP_415701.1 |
| UniProt | P0AG11 |
| Outros datos | |
| Número EC | 3.4.21.- |
| Cromosoma | xenoma: 1.23 - 1.23 Mb |
A ADN polimerase V (Pol V) é un encima ADN polimerase implicado nos mecanismos de reparación do ADN en bacterias como Escherichia coli. Está composta por un homodímero UmuD' e un monómero UmuC, formando o complexo proteico UmuD'2C.[1] Forma parte da familia Y de ADN polimerases, con capacidade de realizar a síntese translesión do ADN.[2] As polimerases translesión sortean (bypass) os puntos con danos no ADN durante a replicación do ADN (se unha lesión non é reparada ou sorteada a forquita de replicación pode atascarse e causar a morte celular.[3] Porén, as polimerases Y teñen unha fidelidade de secuencia baixa durante a replicación (tenden a engadir nucleótidos errados). Cando se descubriron inicialmente as proteínas UmuC e UmuD' en E. coli, pensouse que eran axentes que inhibían a replicación fiel do ADN e causaban que a síntese do ADN tivese altas taxas de mutación despois da exposición á luz ultravioleta.[2] A función como polimerase de Pol V non se descubriu ata máis tarde, na década de 1990, cando se conseguiu extraer a UmuC, e nos eperimentos probouse inequivocamente que UmuD'2C era unha polimerase. Este decubrimento levou á detección de moitos ortólogos de Pol V e o descubrimento das polimerases da familia Y.[4]
Función
[editar | editar a fonte]A Pol V funciona como unha polimerase para a síntese de ADN translesión en E. coli como parte da resposta SOS aos danos sufridos no ADN.[4] Cando o ADN se dana as polimerases da síntese de ADN regular son incapaces de engadir dNTPs na nova febra sintetizada. A ADN polimerase III (Pol III) é a ADN polimerase habitual en E. coli. Como a Pol III queda atascada e é incapaz de engadir nucleótidos á cadea de ADN nacente, a célula queda en risco de sufrir un colapso na forquita de replicación e pode producirse a morte celular. A función da Pol V na síntese translesión depende da asociación con outros elementos da resposta SOS, principalmente a actividade da Pol V translesión é moi dependente da formación de filamentos da nucleoproteina RecA.[5] A Pol V pode utilizar a síntese translesión en lesións que bloquean a replicación ou en lesións con erros de codificación, os cales modifican bases e orixinan un emparellamento de bases errado. Porén, non pode traducir a través de erros de amosegas no esqueleto do ADN en dirección 5' → 3'.[6] A Pol V tamén carece de actividade de exonuclease, o que non lle permite a síntese de corrección de erros (proofreading), o que fai que sexa un encima tendente ao erro.[7]
Resposta SOS
[editar | editar a fonte]A resposta SOS en E. coli intenta aliviar o efecto dun estrés causante de danos na célula. O papel da Pol V na resposta SOS desencadeado pola radiación UV descríbese así:
- A Pol III queda atascada no sitio da lesión.
- A helicase da replicación do ADN DnaB continúa ampliando a forquita de replicación, creando segmentos de ADN monocatenario diante do punto da lesión.
- As proteínas que se unen ao ADN monocatenario (SSBs) estabilizan o ADN monocatenario.
- RecA é recrutada e descargada sobre o ADN monocatenario por RecFOR substituíndo as SSBs. Fórmase o filamento de nucleoproteína RecA (RecA*).
- RecA funciona por medio de proteínas mediadoras activando a Pol V (ver Regulación).
- A Pol V accede ao 3'-OH da febra de ADN nacente e amplía a febra alén do sitio da lesión.
- A Pol III volve iniciar a elongación.[8]
Regulación
[editar | editar a fonte]A Pol V só se expresa na célula durante a resposta SOS. Está regulada moi estreitamente a diferentes niveis da expresión proteica e por diferentes mecanismos para evitar a súa actividade a non ser que sexa absolutamente necesario para a supervivencia da célula.[8] A regulación tan estrita de Pol V débese á súa mala fidelidade de replicación, que fai que Pol V sexa altamente mutaxénica e sexa utilizada só como último recurso nos mecanismos de reparación do ADN. En tales casos, a expresión do complexo UmuD'2C tarda en empezar só 45–50 minutos despois da exposición á radiación UV. [6]
Regulación transcricional
[editar | editar a fonte]A transcrición dos xenes da resposta SOS está regulada negativamente polo represor LexA. LexA únese ao promotor do operón UmuDC e inhibe a transcrición xénica.[1] Os danos no ADN celular levan á formación de RecA*. RecA* interacciona con LexA e estimula a súa actividade proteolítica, que leva á autoclivaxe do represor liberando o operón para que poida transcribir. O operón UmuDC transcríbese e tradúcese a UmuC e UmuD.[5]
Regulación postraducional
[editar | editar a fonte]A formación do complexo UmuD'2C está limitada pola formación de UmuD' partir de UmuD.[7] A UmuD é un polipéptido de 139 residuos de aminoácidos que forma unha estrutura terciaria estable; porén, necesita sufrir unha modificación postraducional para estar na súa forma activa.[1] UmuD ten actividade autoproteolítica, que é activada por RecA, na cal elimina 24 aminoácidos no N-terminal, converténdose en UmuD'. Despois, UmuD' pode formar un homodímero e asociarse con UmuC para formar o complexo activo UmuD'2C.[5]
Regulación funcional
[editar | editar a fonte]O complexo UmuD'2C é inactivo a menos que se asocie con RecA*. Pol V interacciona directamente con RecA* no extremo 3' do filamento de nucleoproteína; este é o sitio da febra de ADN nacente onde a Pol V recomeza a síntese de ADN.[8] Adicionalmente, observouse que a vía REV1/REV3L/REV7 é necesaria para a síntese translesión mediada pola ADN polimerase V.[9]
Notas
[editar | editar a fonte]- ↑ 1,0 1,1 1,2 Sutton MD, Walker GC (xullo de 2001). "Managing DNA polymerases: coordinating DNA replication, DNA repair, and DNA recombination". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 98 (15): 8342–9. PMC 37441. PMID 11459973. doi:10.1073/pnas.111036998.
- ↑ 2,0 2,1 Yang W (febreiro de 2003). "Damage repair DNA polymerases Y". Current Opinion in Structural Biology 13 (1): 23–30. PMID 12581656. doi:10.1016/S0959-440X(02)00003-9.
- ↑ Garrett, Reginald H. (2013). Biochemistry (1st Canadian ed.). Toronto: Nelson Education. p. 343. ISBN 9780176502652.
- ↑ 4,0 4,1 Goodman MF, Woodgate R (outubro de 2013). "Translesion DNA polymerases". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 5 (10): a010363. PMC 3783050. PMID 23838442. doi:10.1101/cshperspect.a010363.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Jarosz DF, Beuning PJ, Cohen SE, Walker GC (febreiro de 2007). "Y-family DNA polymerases in Escherichia coli". Trends in Microbiology 15 (2): 70–7. PMID 17207624. doi:10.1016/j.tim.2006.12.004. hdl:1721.1/70041.
- ↑ 6,0 6,1 Patel M, Jiang Q, Woodgate R, Cox MM, Goodman MF (xuño de 2010). "A new model for SOS-induced mutagenesis: how RecA protein activates DNA polymerase V". Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 45 (3): 171–84. PMC 2874081. PMID 20441441. doi:10.3109/10409238.2010.480968.
- ↑ 7,0 7,1 Yang W (maio de 2014). "An overview of Y-Family DNA polymerases and a case study of human DNA polymerase η". Biochemistry 53 (17): 2793–803. PMC 4018060. PMID 24716551. doi:10.1021/bi500019s.
- ↑ 8,0 8,1 8,2 Fuchs RP, Fujii S (decembro de 2013). "Translesion DNA synthesis and mutagenesis in prokaryotes". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 5 (12): a012682. PMC 3839610. PMID 24296168. doi:10.1101/cshperspect.a012682.
- ↑ Doles J, Oliver TG, Cameron ER, Hsu G, Jacks T, Walker GC, Hemann MT (novembro de 2010). "Suppression of Rev3, the catalytic subunit of Pol{zeta}, sensitizes drug-resistant lung tumors to chemotherapy". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107 (48): 20786–91. PMC 2996428. PMID 21068376. doi:10.1073/pnas.1011409107.
