DNA Polymerase beta (hebrew)
From Proteopedia
| Line 34: | Line 34: | ||
[[Image:Dna-polymerase.jpg]] | [[Image:Dna-polymerase.jpg]] | ||
| + | |||
| + | |||
| + | <StructureSection load='1bpz' size='400' side='right' > | ||
| + | ==<center> על החלבון </center>== | ||
| + | <div style="text-align: right; direction: rtl; margin-right: 2em;"> | ||
| + | |||
| + | ==<center>מבנה האנזים DNA פולימראז בטא:</center>== | ||
| + | משקלו המולקולרי הוא 40 kDa, הוא בנוי מ 336 חומצות אמיניות. | ||
| + | אנזים זה הוא מונומר, אשר מהווה תת יחידה בקומפלקס של DNA פולימראז. האנזים נקשר לשני קופקטורים, יוני מגנזיום. הוא נמצא לרוב בציטופלסמה של התא, אך מועבר ( טרנסלוקציה) לגרעין התא במקרה של נזק ל DNA. ישנם מספר ואריאנטים (סוגים) לאנזים זה. | ||
| + | |||
| + | ==<center>אופן פעולתו הייחודי של DNA פולימראז בטא:</center>== | ||
| + | לחלבון זה יש שתי פעולות אנזימתיות במהלך מחזור התא: הוא אחראי על הסרת בסיסים פגומים, אשר פוגמים במבנה האלפא הליקס של ה DNA ועלולים לגרום למוטציות. | ||
| + | DNA פולימראז בטא ממלא רווחים בסינתזת ה DNA, הסרת סוכר פוספאט בקצה '5 והוספת נוקלאוטיד אחד לקצה '3 לרווח הבודד הנוצר ב DNA. | ||
| + | לאנזים DNA פולימראז בטא אין פעילות הגהה, כך שהדיוק שלו נובע אך ורק מתוך בחירה סלקטיבית של נוקלאוטידים, כלומר להבדיל מאנזימי פולימראז אחרים הוא לא חוזר בכיוון הנגדי של הגדיל ובכך אינו מסוגל לבקר את עצמו. | ||
| + | הפונקציונליות של DNA פולימראז בטא, סלקטיביות נוקלאוטידים, קורית בעיקר בזמן היווצרות הקשר הפוספודיאסטרי, למרות שאנזים זה הוא גם בעל יכולת כלשהי להעדיף את הנוקלאוטיד הנכון והמתאים בזמן החיבור. | ||
| + | |||
| + | ==<center>המצבים בהם DNA פולימראז בטא בא לידי ביטוי:</center>== | ||
| + | האנזים לוקח חלק בתיקון הDNA, במיוזה ותהליך התפתחות מוח העובר. בנוסף לאנזים תפקיד ברקומבינציה הומולוגית ובשיחלוף מקטעי DNA. | ||
| + | התפתחות מערכת העצבים היא שלב קריטי בהתפתחות העוברית כולה. תיקון שגיאות ברמת ה DNA בשלב זה תורם להתפתחות תאי עצב תקינים, מה שיוביל להתפתחות עוברית מוחית תקינה. | ||
| + | |||
| + | ==<center>תהליך עיבוד האנזים DNA בטא ומעברו מהציטופלסמה אל הגרעין ובאיזה תנאים:</center>== | ||
| + | XXXXXXX | ||
| + | |||
| + | ==<center>האבולוציה של DNA בטא:</center>== | ||
| + | XXXXXXX | ||
| + | |||
| + | ==<center>המודיפיקציות השונות של החלבון:</center>== | ||
| + | XXXXXXXX | ||
| + | |||
| + | ==<center>חשיבות האנזים בצמצום מוטציות נקודתיות</center>== | ||
| + | למנגנון תיקון DNA חשיבות רבה במניעת מוטציות גנטיות נקודתיות. מתיקון הבסיסים השגויים והחלפתם בבסיסים תקינים נעשית ע"י האנזים DNA פולימראז בטא ובכך מצמצם את הסיכוי למחלות גנטיות שונות, למשל אנמיה חרמשית. | ||
| + | נמצא שיש קשר בין עלייה בפעילות החלבון לבין מספר סוגי סרטן. כלומר במצב של התפרצות מספר סוגי סרטן, הגוף מנסה לתקן את המוטציות שהובילו להתפרצות הסרטן. בנוסף החלבון מעודד אפופטוזיס. | ||
Revision as of 07:29, 10 June 2018
DNA Polymerase beta
דנ"א פולימראז בטא (DNA polymerase β) הוא אחד מהפולימראזות המאופיינים ביותר של האאוקריוטים. לחלבון זה יש שתי פעולות אנזימתיות: שעתוק מולקולת DNA במהלך תהליך השכפול ופעילות תיקון נזקי DNA במהלך מחזור התא.
תהליך שכפול הDNA
בתהליך שכפול ה - DNA נוצר העתק של מולקולות ה DNA בתאים. המולקולה החדשה מסונתזת מנוקלאוטידים חופשיים אשר נמצאים בתא. התהליך מבוצע ע"י האנזים DNA פולימראז . התבנית ליצירת מולקולת ה – DNA החדשה היא המולקולה הקיימת בגרעין התא. תהליך השכפול מתרחש לפני תהליכי חלוקת התא הבאים: פליגה, מיטוזה ומיוזה .
תהליך השכפול הוא תהליך סמי-קונסרבטיבי, כלומר כל אחת ממולקולות ה DNA החדשות מורכבת מגדיל אחד ממולקולת ה DNA המקורית וגדיל שני שנוצר בזמן תהליך השכפול.
הצורה שמתקבלת בזמן השכפול נקראת מזלג ההכפלה (Replication fork) . הפרדת שני הגדילים המרכיבים את מזלג ההכפלה מתרחשת ע"י האנזים הליקאז (Helicase) שמפרק את קשרי המימן בין הבסיסים.
שלבים בשכפול הDNA:
1. אתחול – השכפול מתחיל באזור מסויים המוגדר כמקור השכפול. שכפול מתחיל בו זמנית במספר מקורות. בתחילת התהליך מספר חלבוני מפתח נקשרים לאזור מקור השכפול וגורמים לפתיחה חלקית של סליל ה-DNA באזור. כתוצאה מפתיחה זו נוצרת בועת השכפול , המכילה שני מזלגות השכפול - אחד לכל כיוון. תהליך השכפול מתקדם מאתר האתחול בשני כיוונים, כאשר המזלגות הולכים ומתרחקים ממקור השכפול ובועת השכפול הולכת וגדלה לכל אורך התהליך.
2. שכפול - בשלב זה מזלגות השכפול "מתקדמים" לשני הכיוונים ומתרחקים ממקור השכפול. בפתח של כל מזלג מצוי ה-DNA פולימראז המאריך את הגדילים המתהווים על גבי שתי התבניות המקוריות. בשל האילוץ המתואר לעיל, רק על אחד הגדילים של המזלג ניתן לבצע סינתזה רצופה של גדיל אחד לכל אורך המולקולה - הגדיל המסונתז מתחיל בקצה ה5' ומתארך לכיוון ה3'. בכיוון השני נוצרת בעיה שנפתרת על ידי מקטעי אוקזקי. כל כמה מאות בסיסים מוטבע פריימר על התבנית, מסונטז קטע DNA קצר בכיוון הנכון ואז הפריימר מסולק. קומפלקס האנזימים אוחז בשני הגדילים של מולקלת ה-DNA בצורה המאפשרת פעילות בו-זמנית של הסינתזה בשני הגדילים.
3. סיום - בסיום השכפול, כאשר המזלגות משני הצדדים מגיעים לסוף הכרומוזום, נוצרת בעיה חדשה - לאחר שמוסר פריימר ה-RNA של המקטע האוקזקי האחרון, לא ניתן להחליפו במקטע DNA, שכן אין קצה 3' חשוף שאליו ניתן לחברו. הפתרון שמצאה האבולוציה לבעיה זו הוא הטלומר. אנזים מיוחד בתא - הטלומראז, אחראי בשלבי התפתחות עובריים של התאים על יצירת מקטעי DNA חוזרניים וארוכים בשני צידי הכרומוזום. מקטע DNA זה אינו מקודד וכל תפקידו הוא להתקצר במהלך השכפולים שהתא עובר במחזור חייו, כדי שההתקצרות הבלתי נמנעת של הכרומוזום לא תפגע בחלקים המקודדים. כיום מאמינים שמנגנון זה מבקר הזדקנות של התאים ומהווה את אחד ממנגנוני ההגנה של הגוף כנגד גידולים סרטניים. אחת ההשערות היא שחלק מן התאים הסרטניים "רוכשים מחדש" את פעילות הטלומראז ובכך מונעים את מותם הטבעי מ"זקנה".
DNA פולימראזות:
תפקידו העיקרי של האנזים DNA פולימראז הוא להשלים את גדיל ה DNA לדו-גדיל ע"י הנוקלאוטידים המצויים בסביבתו. הגדיל החדש מסונתז לפי התבנית של גדיל ה DNA הנגדי שאותו הוא משכפל. תהליך השכפול צורך אנרגיה, אשר מתקבלת מפירוק שני פוספאטים ממולקולת ה dNTP אשר מתחברת בעזרת הקופקטור Mg+2 . מכיוון שהפולימראז יודע להאריך רק שרשרת קיימת הוא מתחיל מאזור דו-גדילי ואז עובר לאזור חד-גדילי. סינתוז הגדיל החדש מתבצע מכיוון 5' ל-3'. בסיום התהליך מתקבלת מולקולת DNA דו-גדילית, כאשר הגדיל החדש שסונתז בנוי בצורה ההופכית (אנטיסנס) למולקולת התבנית. בנוסף DNA פולימראז הוא בעל פעילות של אקסונוקלאז, כלומר הוא יכול לתקן שגיאות של הכנסת נוקלאוטידים ובכך למנוע מוטציות. בפרוקריוטים ובאאוקריוטים קיימים מספר סוגים שונים של DNA פולימרזות, אשר לוקחים חלק בתהליך של שכפול ה DNA . דנ"א פולימראז בטא (DNA polymerase β) הוא אחד מהפולימראזות המאופיינים ביותר של האאוקריוטים. הוא משתייך למשפחת ה - X DNA פולימראזות. פולימראז בטא נחוץ לצורך תיקון בסיסים, מסלול תיקון DNA אשר הכרחי לתיקון בסיסים שעברו שינוי בהרכבם הכימי בעקבות חמצון או אלקילאציה.
| |||||||||||
