المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
الجزر Carrot (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-24
المناخ في مناطق أخرى
2024-11-24
أثر التبدل المناخي على الزراعة Climatic Effects on Agriculture
2024-11-24
نماذج التبدل المناخي Climatic Change Models
2024-11-24
التربة المناسبة لزراعة الجزر
2024-11-24
نظرية زحزحة القارات وحركة الصفائح Plate Tectonic and Drifting Continents
2024-11-24


DNA Polymerases Are the Enzymes That Make DNA  
  
2209   11:03 صباحاً   date: 4-4-2021
Author : JOCELYN E. KREBS, ELLIOTT S. GOLDSTEIN and STEPHEN T. KILPATRICK
Book or Source : LEWIN’S GENES XII
Page and Part :


Read More
Date: 1-1-2016 2656
Date: 11-5-2016 2034
Date: 8-12-2015 1876

DNA Polymerases Are the Enzymes That Make DNA


KEY CONCEPTS
- DNA is synthesized in both semiconservative replication and repair reactions.
- A bacterium or eukaryotic cell has several different DNA polymerase enzymes.
- One bacterial DNA polymerase undertakes semiconservative replication; the others are involved in repair reactions.

There are two basic types of DNA synthesis:
- FIGURE 1. shows the result of semiconservative replication. The two strands of the parental duplex are separated, and each serves as a template for synthesis of a new strand. The parental duplex is replaced with two daughter duplexes, each of which has one parental strand and one newly synthesized strand. An enzyme that can synthesize a new DNA strand on a template strand is called a DNA polymerase (or more properly, DNA-dependent DNA polymerase).
- FIGURE 2. shows the consequences of a DNA repair reaction. One strand of DNA has been damaged. It is excised and new material is synthesized to replace it. Both prokaryotic and eukaryotic cells contain multiple DNA polymerase activities.
Only a few of these enzymes actually undertake replication; those that do sometimes are called DNA replicases. The remaining enzymes are involved in repair synthesis  or participate in subsidiary roles in replication.


FIGURE 1. Semiconservative replication synthesizes two new strands of DNA.


FIGURE 2.  Repair synthesis replaces a short stretch of one strand of DNA containing a damaged base.
All prokaryotic and eukaryotic DNA polymerases share the same fundamental type of synthetic activity, antiparallel synthesis from 5′ to 3′ from a template that is 3′ to 5′. This means adding nucleotides one at a time to a 3′–OH end, as illustrated in FIGURE 3. The choice of the nucleotide to add to the chain is dictated by base pairing with the complementary template strand.


FIGURE 3. DNA is synthesized by adding nucleotides to the 3′–OH end of the growing chain, so that the new chain grows in the 5′ to 3′ direction. The precursor for DNA synthesis is a nucleoside triphosphate, which loses the terminal two phosphate groups in the reaction.
Some DNA polymerases, such as the repair polymerases, function as independent enzymes, whereas others (notably the replication polymerases) are incorporated into large protein assemblies called holoenzymes. The DNA-synthesizing subunit is only one of several functions of the holoenzyme, which typically contains other activities concerned with fidelity.
TABLE 1 summarizes the DNA polymerases that have been characterized in E. coli. DNA polymerase III, a multisubunit protein, is the replication polymerase responsible for de novo synthesis of new strands of DNA. DNA polymerase I (encoded by polA) is involved in the repair of damaged DNA and, in a subsidiary role, in semiconservative replication. DNA polymerase II is required to restart a replication fork when its progress is blocked by damage in
DNA. DNA polymerases IV and V are involved in allowing replication to bypass certain types of damage and are called errorprone polymerases.

TABLE 11.1 Only one DNA polymerase is the replication enzyme. The others participate in repairing damaged DNA, restarting stalled replication forks, or bypassing damage in DNA.

When researchers assay extracts of E. coli for their ability to synthesize DNA, the predominant enzyme activity is DNA polymerase I. Its activity is so great that it makes it impossible to  detect the activities of the enzymes actually responsible for DNA replication! To develop in vitro systems in which replication can be followed, researchers therefore prepare extracts from polA mutant cells.
Several classes of eukaryotic DNA polymerases have been identified. DNA polymerases δ and ε are required for nuclear replication; DNA polymerase α is concerned with “priming” (initiating) replication. Other DNA polymerases are involved in repairing damaged nuclear DNA, or in translesion replication of damaged DNA when repair of damage is impossible. Mitochondrial DNA replication is carried out by DNA polymerase γ, whereas chloroplasts have their own replication system.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.