DNA polymerase
DNA polymerase 3D structure.
DNA polymerase (ADN
polymeraza) là một enzyme tham
gia chính vào quá trình nhân đôi
DNA. Những enzyme này xúc tác
cho quá trình polymer hóa
cácdeoxiribonucleotide dựa trên
trình tự của một chuỗi DNA khác.
Sợi DNA mới được tạo thành sẽ bổ
sung với sợi DNA
khuôn theo nguyên tắc bổ sung.
Tất cả DNA polymerase đều tổng
hợp DNA theo hướng từ đầu 5' đến
đầu 3' của DNA (5' và 3' là vị trí
của nguyên tử các bon). Cho tới
nay, không có enzyme DNA
polymerase nào là có khả năng tổng
hợp một chuỗi mới (de novo) mà
không cần nhóm OH ở đầu 3' có
sẵn (tính chất này chỉ có ở
những RNA polymerase). Vì lý do
này mà DNA polymerase cần đến
sự có mặt của các primer, từ đó
enzyme DNA polymerase có thể
gắn các nucleotid tiếp theo. Các
primer chính là các
đoạn oligonucleic gồm
các bazơ của RNA và DNA trong
đó hai bazơ đầu tiên luôn là bazơ
của RNA. Các primer này được
tổng hợp nhờ hoạt động của một
enzyme khác gọi là primase.
Enzyme helicase cần thiết cho quá
trình tháo xoắn của cấu trúc xoắn
kép DNA để trở thành những sợi
đơn giúp cho quá trình sao chép
DNA diễn ra theo đúng nguyên tắc
bán bảo toàn (semiconservative)
Các DNA polymerase thường có
tính bảo thủ cao về mặt cấu trúc,
nghĩa là cấu trúc bộ phận tham gia
xúc tác của enzyme này nhìn chung
thay đổi rất ít giữa các loài. Những
cấu trúc được bảo lưu này nói lên
đặc điểm ưu việt trong quá
trình tiến hóa.
DNA polymerase được xem như
là holoenzyme vì nó cần có một
ion Mg làm vai trò một co-
factor giúp cho hoạt động được
chuẩn xác. Khi không có nguyên tử
Mg này phần còn lại của enzyme
gọi là một apoenzyme.
Chỉ có một vài DNA polymerase có
khả năng sửa chữa những sai hỏng
trên sợi DNA mới tổng hợp trong
quá trình nhân đôi. Khi phát hiện
một cặp bazơ liên kết không đúng
theo nguyên tắc bổ sung, DNA
polymerase sẽ trượt ngược trở lại
và thực hiện hoạt
tính exonuclease để cắt bỏ bazơ
ngoài cũng của chuỗi nucleic
acid theo hướng 3'-> 5'cho đến vị
trí của cặp bazơ sai hỏng (hoạt
động này được gọi là hoạt tính đọc
sửa (proofreading)). Sau khi cắt bỏ
cặp base sai, enzyme polymerase sẽ
thay thế bằng bazơ thích hợp và
qua trình sao chép lại được tiến
hành.
Một vài loại virus cũng mã hóa
những phân tử DNA polymerase
đặc biệt có khả năng sao chép chọn
lọc DNA của virus thông qua nhiều
cơ chế khác nhau.
Các retrovirus mã hóa một loại