ДНК-Полимераза гамма
ДНК-полимераза гамма (Pol гамма) локализована в митохондриях , ее функция связана с репликацией и репарацией мтДНК (митохондриальной ДНК). Ранние сообщения о присутствии ДНК-полимеразы гамма в других клеточных компартментах не подтвердились.
Pol гамма - член A-семейства полимераз.
ДНК-полимераза гамма является, по всей видимости, единственным видом ДНК-полимераз, присутствующим в митохондриях эукариот, возможно, за исключением трипаносом. Наиболее изучены ферменты из эмбрионов Drosophila [ Wernette C.M., Kaguni L.S., 1986 , Olson M.W. et al., 1995 ], ооцитов Xenopus [ Insdorf N.F., Bogenhagen D.F., 1989 , Insdorf N.F., Bogenhagen D.F., 1989 ] и клеток человека [ Gray H., Wong T.W., 1992 ], которые выделены в высокоочищенном виде.
ДНК-полимеразы гамма представляют собой гетеродимеры, состоящие из большой каталитической субъединицы 125-140 кДа, обладающей ДНК- полимеразной и 3'-5'-экзо-нуклеазной активностью, и вспомогательной субъединицы 35-50 кДа, функция которой неизвестна. Как и другие ферменты репликации мтДНК, ДНК-полимераза гамма кодируется ядерным геномом.
Определены первичные структуры генов большой субъединицы ДНК- полимеразы гамма из клеток дрожжей [ Wang T.S. et al., 1995 , Foury F., 1989 , Ye F. et al., 1996 ], человека, курицы, дрозофилы [ Wang T.S. et al., 1995 ] и ооцитов Xenopus [ Ye F. et al., 1996 ]. Первичная структура ДНК-полимеразы гамма сходна со структурой ДНК-полимеразы I E. coli, особенно в области каталитических центров, в N-концевом 3'-5'-экзонуклеазном домене и С-концевом полимеразном домене. Группой Кагуни (Kaguni) клонированы кДНК малых субъединиц ДНК-полимераз гамма из ряда организмов. Предполагается, что связь между двумя субъединицами ДНК-полимеразы гамма осуществляется с помощью специфических структур "лейциновых застежек", обнаруженных в обеих субъединицах.
ДНК-полимераза гамма способна направлять высокопроцессивную полимеризацию на однонитевых ДНК-матрицах в отсутствие вспомогательных факторов [ Williams A.J. et al., 1993 ]. Скорость полимеризации и процессивность синтеза увеличиваются в присутствии митохондриального белка SSB , который удаляет двунитевые барьеры из матрицы и предотвращает образование ДНК-триплексов в ходе синтеза [ Mikhailov V.S., Bogenhagen D.D., 1996 ], при этом SSB может изменять эффективность использования праймеров на однонитевых ДНК [ Williams A.J., Каguni L.S., 1995 , Mikhailov V.S., Bogenhagen D.D., 1996 ].
3'-5'-экзонуклеазная активность ДНК-полимеразы гамма выполняет, очевидно, корректорскую функцию в ходе полимеризации [ Kunkel Т.А., Soni A., 1988 ], поскольку аминокислотные замены в экзонуклеазном домене, инактивирующие экзонуклеазу, проявляются в мутаторном фенотипе фермента [ Foury F., Vanderstraeten S., 1992 ].
С репаративной функцией ДНК-полимеразы гамма связано наличие у нее AP-лиазной активности и способность прочно связываться с 5'-концом, прилежащим к однонитевому участку в ДНК-дуплексе.
Характерной особенностью ДНК-полимераз типа гамма является способность использовать в качестве матрицы поли(Ф) с затравкой олиго(dТ).
ДНК-полимеразы гамма не чувствительны к афидиколину, но ингибируются в присутствии сульфгидрильных ядов (N-этилмалеимида) и дидезоксинуклеотидов (d2TTP) ( табл. 1).
Необычная ДНК-полимераза обнаружена
в митохондриях трипаносом Crithidia fasciculata [
Torri A.F., Englund P.Т., 1995 ]. Фермент имеет низкую молекулярную
массу (43 кДа), проявляет низкую процессивность при полимеризации и лишен
3'-5'-экзонуклеазной активности. Первичная структура этого фермента сходна
со структурой ядерной ДНК-полимеразы бета , но
обладает N-концевой митохондриальной сигнальной последовательностью. Таким
образом, в репарации специфически организованной митохондриальной
(кинетопластной) ДНК у трипаносом может участвовать ДНК-полимераза
бета-типа. ДНК биосинтез:
введениеДНК-полимеразы: введение
Редактирование ошибочных нуклеотидов.
При ЭРО в митохондриях активности dRP-лиазы и ДНК-полимеразы принадлежат ДНК-полимеразе гамма и стимулируются ее малой субъединицей, играющей роль фактора процессивности [ Pinz, ea 2006 ], и белком p53 , который активно импортируется в митохондрии при окислительном стрессе [ Chen, ea 2006 ].
