A ADN polimerase V (Pol V) é un encima ADN polimerase implicado nos mecanismos de reparación do ADN en bacterias como Escherichia coli. Está composta por un homodímero UmuD' e un monómero UmuC, formando o complexo proteico UmuD'2C. Forma parte da familia Y de ADN polimerases, con capacidade de realizar a síntese translesión do ADN. As polimerases translesión sortean (bypass) os puntos con danos no ADN durante a replicación do ADN (se unha lesión non é reparada ou sorteada a forquita de replicación pode atascarse e causar a morte celular. Porén, as polimerases Y teñen unha fidelidade de secuencia baixa durante a replicación (tenden a engadir nucleótidos errados). Cando se descubriron inicialmente as proteínas UmuC e UmuD' en E. coli, pensouse que eran axentes que inhibían a replicación fiel do ADN e causaban que a síntese do ADN tivese altas taxas de mutación despois da exposición á luz ultravioleta. A función como polimerase de Pol V non se descubriu ata máis tarde, na década de 1990, cando se conseguiu extraer a UmuC, e nos eperimentos probouse inequivocamente que UmuD'2C era unha polimerase. Este decubrimento levou á detección de moitos ortólogos de Pol V e o descubrimento das polimerases da familia Y.

Función

A Pol V funciona como unha polimerase para a síntese de ADN translesión en E. coli como parte da resposta SOS aos danos sufridos no ADN. Cando o ADN se dana as polimerases da síntese de ADN regular son incapaces de engadir dNTPs na nova febra sintetizada. A ADN polimerase III (Pol III) é a ADN polimerase habitual en E. coli. Como a Pol III queda atascada e é incapaz de engadir nucleótidos á cadea de ADN nacente, a célula queda en risco de sufrir un colapso na forquita de replicación e pode producirse a morte celular. A función da Pol V na síntese translesión depende da asociación con outros elementos da resposta SOS, principalmente a actividade da Pol V translesión é moi dependente da formación de filamentos da nucleoproteina RecA. A Pol V pode utilizar a síntese translesión en lesións que bloquean a replicación ou en lesións con erros de codificación, os cales modifican bases e orixinan un emparellamento de bases errado. Porén, non pode traducir a través de erros de amosegas no esqueleto do ADN en dirección 5' → 3'. A Pol V tamén carece de actividade de exonuclease, o que non lle permite a síntese de corrección de erros (proofreading), o que fai que sexa un encima tendente ao erro.

Resposta SOS A resposta SOS en E. coli intenta aliviar o efecto dun estrés causante de danos na célula. O papel da Pol V na resposta SOS desencadeado pola radiación UV descríbese así: A Pol III queda atascada no sitio da lesión. A helicase da replicación do ADN DnaB continúa ampliando a forquita de replicación, creando segmentos de ADN monocatenario diante do punto da lesión. As proteínas que se unen ao ADN monocatenario (SSBs) estabilizan o ADN monocatenario. RecA é recrutada e descargada sobre o ADN monocatenario por RecFOR substituíndo as SSBs. Fórmase o filamento de nucleoproteína RecA (RecA*). RecA funciona por medio de proteínas mediadoras activando a Pol V (ver Regulación). A Pol V accede ao 3'-OH da febra de ADN nacente e amplía a febra alén do sitio da lesión. A Pol III volve iniciar a elongación.

Regulación A Pol V só se expresa na célula durante a resposta SOS. Está regulada moi estreitamente a diferentes niveis da expresión proteica e por diferentes mecanismos para evitar a súa actividade a non ser que sexa absolutamente necesario para a supervivencia da célula. A regulación tan estrita de Pol V débese á súa mala fidelidade de replicación, que fai que Pol V sexa altamente mutaxénica e sexa utilizada só como último recurso nos mecanismos de reparación do ADN. En tales casos, a expresión do complexo UmuD'2C tarda en empezar só 45–50 minutos despois da exposición á radiación UV.

Regulación transcricional

A transcrición dos xenes da resposta SOS está regulada negativamente polo represor LexA. LexA únese ao promotor do operón UmuDC e inhibe a transcrición xénica. Os danos no ADN celular levan á formación de RecA*. RecA* interacciona con LexA e estimula a súa actividade proteolítica, que leva á autoclivaxe do represor liberando o operón para que poida transcribir. O operón UmuDC transcríbese e tradúcese a UmuC e UmuD.

Regulación postraducional A formación do complexo UmuD'2C está limitada pola formación de UmuD' partir de UmuD. A UmuD é un polipéptido de 139 residuos de aminoácidos que forma unha estrutura terciaria estable; porén, necesita sufrir unha modificación postraducional para estar na súa forma activa. UmuD ten actividade autoproteolítica, que é activada por RecA, na cal elimina 24 aminoácidos no N-terminal, converténdose en UmuD'. Despois, UmuD' pode formar un homodímero e asociarse con UmuC para formar o complexo activo UmuD'2C.

Regulación funcional O complexo UmuD'2C é inactivo a menos que se asocie con RecA*. Pol V interacciona directamente con RecA* no extremo 3' do filamento de nucleoproteína; este é o sitio da febra de ADN nacente onde a Pol V recomeza a síntese de ADN. Adicionalmente, observouse que a vía REV1/REV3L/REV7 é necesaria para a síntese translesión mediada pola ADN polimerase V.

Notas

Ligazóns externas

Categoría:Reparación do ADN Categoría:Transferases Categoría:Hidrolases