DNAポリメラーゼは、核酸分子の形でDNAの新しいコピーを形成する酵素です。 DNA複製は、既存のDNA分子の正確なコピーの合成に関与する細胞プロセスです。 DNA複製中、DNAポリメラーゼは、既存の/テンプレートDNA鎖を読み取り、新しい相補DNA鎖をテンプレートに合成します。。成長する鎖の3 '末端に、一度に1ヌクレオチドずつヌクレオチドを追加します。さらに、DNAポリメラーゼは、合成されたDNAの校正に関与しています。

対象となる主要分野

1.DNAポリメラーゼとは –定義、機能、タイプ 2.DNA複製とは –定義、事実、役割 3.複製におけるDNAポリメラーゼの役割は何ですか –DNAポリメラーゼの機能

重要な用語：DNAポリメラーゼ、DNA複製、3 'から5'エキソヌクレアーゼ活性、校正

DNAポリメラーゼとは

DNAポリメラーゼは、DNA複製に関与する酵素です。テンプレート鎖のヌクレオチドに応じて、成長するDNA鎖に相補的なヌクレオチドを追加します。原核生物にはDNAポリメラーゼIからVがあります。DNAポリメラーゼIとIIIは、原核生物のDNA複製の80％を担っています。真核生物には、DNAポリメラーゼα、β、λ、γ、σ、μ、δ、ε、η、ι、κ、ζ、θ、およびRev1があります。 DNAポリメラーゼを図1に示します。

図1：DNAポリメラーゼ

RNAウイルスなどのレトロウイルスは、RNA依存性DNAポリメラーゼを使用して、RNAテンプレートからDNAを合成します。

DNA複製とは

DNA複製は、特定のDNA分子の正確なコピーが合成される細胞プロセスです。これは、細胞分裂の前の間期のS期に発生します。一般に、DNAは二本鎖分子であり、その両方の鎖がDNA複製のテンプレートとして機能します。さらに、新しく合成されたDNA分子はそれぞれ、古いDNA鎖で構成されています。したがって、DNA複製は半保存的プロセスです。 DNA複製を図2に示します。

図2：DNA複製

DNA複製には、いくつかの酵素と多くのタンパク質が関係しています。ヘリカーゼ、RNAプライマーゼ、およびDNAポリメラーゼは、複製に関与するいくつかの酵素です。転写因子は、DNA複製に関与するタンパク質です。

複製におけるDNAポリメラーゼの役割は何ですか

DNAポリメラーゼは、複製中にいくつかの機能を実行します。 DNAポリメラーゼの主な機能は、新しいDNA鎖を合成することです。これとは別に、DNAポリメラーゼは、校正と呼ばれるプロセスで追加されたヌクレオチドのエラーの修正にも関与します。校正は、二本鎖DNAの完全性を維持するのに役立ちます。

1. 新しいDNA鎖の合成 – DNAポリメラーゼは、3 'から5'方向のリーディング鎖とラギング鎖の両方に相補的なヌクレオチドを追加します。それは、RNAプライマーゼによって合成されるプロセスの開始のためのRNAプライマーを必要とします。 DNAポリメラーゼは、プライマーの3 '末端からテンプレート鎖に相補的なヌクレオチドの追加を開始します。
2. 入ってくるヌクレオチドを再確認する –一般に、成長する鎖の新しい入ってくるヌクレオチドとの正しい相補的ヌクレオチド対。ホスホジエステル結合を形成する前に、DNAポリメラーゼは対になったヌクレオチドを再確認します。校正を図3に示します。

図3：校正

1. Exonucleolytic校正 –ただし、いくつかの誤ったヌクレオチドが成長中の鎖に追加される可能性があります。そのようなヌクレオチドの添加直後に、3 'から5'のエキソヌクレアーゼ活性を有するDNAポリメラーゼの別個の触媒サブユニットが、成長する鎖から誤って対になったヌクレオチドを消化し、正しいヌクレオチドを再合成する。

結論

DNAポリメラーゼは、既存のDNA鎖をテンプレートとして使用して新しいDNA鎖を合成する酵素です。それ以外に、DNAポリメラーゼはDNAの完全性を維持するための校正メカニズムも備えています。

リファレンス：

1. Garcia-Diaz、Miguel、およびKatarzynaBebenek。 「DNAポリメラーゼの複数の機能。」植物科学の批評的レビュー、米国国立医学図書館、2007年3月、ここで入手可能。

画像提供：

1. Yikrazuulによる「DNAポリメラーゼ」– Commons Wikimediaによる自作（CC BY-SA 3.0）2.OpenStaxによる「0323DNAReplication」–（CC BY 4.0）Commons Wikimediaによる3.「DNAポリメラーゼ」I、Madprime（ CC BY-SA 3.0）CommonsWikimedia経由