DNA Polymerase beta (hebrew)
From Proteopedia
| Line 85: | Line 85: | ||
==<center>האבולוציה של החלבון DNA פולימראז ביטא</center>== | ==<center>האבולוציה של החלבון DNA פולימראז ביטא</center>== | ||
| - | DNA פולימראז ביטא הוא אנזים בעל תפקיד חיוני ביותר לאורגניזם. ניתן לזהות את האנזים באורגניזמים שונים, [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A2%D7%A5_%D7%A4%D7%99%D7%9C%D7%95%D7%92%D7%A0%D7%98%D7%99 בעץ הפילוגנטי של עולם החי]. במהלך ההתפתחות האבולוציונית של המינים, החלבון הזה נשמר, כך שניתן לזהות <scene name='78/786671/Evolution/2'>אזורים מסוימים בחלבון שנשארו זהים | + | DNA פולימראז ביטא הוא אנזים בעל תפקיד חיוני ביותר לאורגניזם. ניתן לזהות את האנזים באורגניזמים שונים, [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A2%D7%A5_%D7%A4%D7%99%D7%9C%D7%95%D7%92%D7%A0%D7%98%D7%99 בעץ הפילוגנטי של עולם החי]. במהלך ההתפתחות האבולוציונית של המינים, החלבון הזה נשמר, כך שניתן לזהות <scene name='78/786671/Evolution/2'>אזורים מסוימים בחלבון שנשארו זהים </scene> במהלך ההתפתחות האבולוציונית. האזורים הזהים, הם חומצות אמינו מסוימות אשר נשארו באותו מיקום בחלבון במהלך האבולוציה באורגניזמים שונים. מכך ניתן להסיק שלאזורים האלה תפקיד קריטי בתפקוד החלבון השלם. בשיטות השונות של ביואינפורמטיקה, ניתן לזהות את אותם האזורים השונים ולאפיינם. ההשוואה בוצעה במינים שונים של בעלי חיים המשתייכים למערכות ומחלקות שונות (מספר חד תאים, רכיכות, חרקים, דגים, עכברים ואדם). בתמונה הבאה ניתן לראות את משמעות הצבעים בהדמייה המציגה את שמירות (זהות) חומצות האמינו לאורך האבולוציה בחלבון זה. |
| - | + | [[Image:Evolution.jpg|thumb|280px|משמעות הצבעים בהדמיית זהות חומצות האמינו]] | |
| - | בתמונה הבאה ניתן לראות עימוד (השוואה) של אנזים DNA פולימראז ביטא באורגניזמים רחוקים פילוגנטית. כל חומצה אמינית מיוצגת באות אחת באנגלית. חומצות האמיניות המודגשות בירוק, הן אלה שנשארו שמורות במהלך ההתפתחות האבולוציונית. | + | ניתן לזהות בעימוד (השוואה) המצורף את כל אותם האזורים שנשארו זהים במהלך ההתפתחות האבולוציונית |
| + | |||
| + | בתמונה הבאה ניתן לראות עימוד (השוואה) של אנזים DNA פולימראז ביטא באורגניזמים רחוקים פילוגנטית. כל חומצה אמינית מיוצגת באות אחת באנגלית. חומצות האמיניות המודגשות בירוק, הן אלה שנשארו שמורות במהלך ההתפתחות האבולוציונית. | ||
Revision as of 12:22, 26 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: שכפול 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: מיטוזה ומיוזה באאקריוטים.
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 כמוצא הכפלה . שכפול מתחיל בו זמנית במספר מקורות (בתאים אאקריוטים). 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 (במקרה של גנום לינארי (כרומוזומים )). 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".
ראו סרטון המסביר את תהליך שכפול הDNA
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 שירי פוספט 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 (ראו בתמונה הסמוכה). 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.
| |||||||||||
