ДНК-ПОЛИМЕРА́ЗЫ

ДНК-ПОЛИМЕРА́ЗЫ (ДНК-за­ви­си­мые ДНК-­по­ли­ме­ра­зы), фер­мен­ты клас­са транс­фе­раз; ка­та­ли­зи­ру­ют син­тез де­зок­си­ри­бо­нук­леи­но­вых ки­слот, ис­поль­зуя в ка­че­ст­ве мат­ри­цы од­ну из це­пей двой­ной спи­ра­ли ДНК. Суб­стра­та­ми слу­жат де­зок­си­ри­бо­нук­ле­о­зид­три­фос­фа­ты (дНТФ). В хо­де де­ле­ния кле­ток ДНК-п. обес­пе­чи­ва­ют пе­ре­да­чу до­чер­ним клет­кам ге­не­тич. ин­фор­ма­ции пу­тём ре­п­ли­ка­ции (соз­да­ют ко­пию ге­но­ма). Кро­ме то­го, ДНК-п. уча­ст­ву­ют в уст­ра­не­нии по­вре­ж­де­ний в мо­ле­ку­лах ДНК (см. Ре­па­ра­ция). Впер­вые ДНК-п. бы­ла вы­де­ле­на в 1956 А. Корн­бер­гом из ки­шеч­ной па­лоч­ки. Впо­след­ст­вии бы­ло опи­са­но бо­лее по­лу­то­ра де­сят­ков фер­мен­тов, об­ла­даю­щих ДНК-по­ли­ме­раз­ной ак­тив­но­стью (у про­ка­ри­от их обо­зна­ча­ют рим. циф­ра­ми; у эу­ка­ри­от – бу­к­ва­ми греч. ал­фа­ви­та). Ге­но­мы мн. ви­ру­сов со­дер­жат ге­ны, ко­ди­рую­щие собств. ДНК-­по­ли­ме­ра­зы. ДНК-п. на­чи­на­ют син­тез в при­сут­ст­вии ко­рот­кой стар­то­вой по­сле­до­ва­тель­но­сти (прай­ме­ра) – за­трав­ки в ви­де ком­пле­мен­тар­но­го мат­ри­це оли­го­нук­ле­о­ти­да (син­те­зи­ру­ет­ся др. фер­мен­том – прай­ма­зой). ДНК-п. по­сле­до­ва­тель­но на­ра­щи­ва­ют за­трав­ку с 3′-кон­ца (т. е. рост но­вой це­пи идёт в на­прав­ле­нии 5′→3′), при­сое­ди­няя к ней по од­но­му нук­лео­ти­ду, ком­пле­мен­тар­но­му азо­ти­сто­му ос­но­ва­нию мат­рич­ной це­пи. При­сое­ди­не­ние оче­ред­но­го нук­лео­ти­да со­про­во­ж­да­ет­ся гид­ро­ли­зом фос­фат­ной свя­зи, от­ще­п­лени­ем пи­ро­фос­фа­та (PР) и об­ра­зо­ва­ни­ем но­вой фос­фо­ди­эфир­ной свя­зи со­глас­но урав­не­нию: ДНК_n+ дНТФ→ ДНК_(n+1)+PP, где n – чис­ло нук­лео­ти­дов в мо­ле­ку­ле ДНК. В боль­шин­ст­ве кле­ток име­ет­ся неск. ДНК-п. У эу­ка­ри­от к осн. ре­п­ли­ка­тив­ным ДНК-п., обес­пе­чи­ваю­щим вы­со­кую ско­рость и точ­ность син­те­за но­вой це­пи, от­но­сят­ся ДНК-п. α, σ, ε. Сре­ди ре­па­ра­тив­ных фер­мен­тов – ДНК-п. η, ι, ϰ, ζ, λ, μ, φ и др. Спе­ци­аль­ная ДНК-п. γ обес­пе­чи­ва­ет син­тез ми­то­хон­д­ри­аль­ной ДНК. Опи­са­на так­же ДНК-п., не­за­ви­си­мая от мат­ри­цы, – кон­це­вая де­зок­си­нук­ле­о­ти­дил­транс­фе­ра­за (TdT), осн. на­зна­че­ние ко­то­рой – обес­пе­чи­вать мно­го­об­ра­зие им­му­ног­ло­бу­ли­нов и кле­точ­ных ре­цеп­то­ров. Роль не­ко­то­рых ДНК-п. (в т. ч. λ, μ, φ) по­ка не яс­на. ДНК-п. ха­рак­те­ри­зу­ют­ся боль­шим раз­но­об­ра­зи­ем раз­ме­ров мо­ле­кул (мо­ле­ку­ляр­ная мас­са от 30000 до 200000). Боль­шин­ст­во ДНК-п. со­сто­ит из не­сколь­ких субъ­е­ди­ниц. В клет­ках они дей­ст­ву­ют совм. с др. фер­мен­та­ми и вспо­мо­гат. бел­ка­ми.

На­ру­ше­ния струк­ту­ры и функ­ции ДНК-п. мо­гут слу­жить при­чи­ной разл. за­бо­ле­ва­ний че­ло­ве­ка. Напр., из­ме­не­ния в струк­ту­ре ДНК-п. γ со­про­во­ж­да­ют­ся дис­функ­ци­ей мышц, по­дав­ле­ние ак­тив­но­сти ДНК-п. η вы­зы­ва­ет рак ко­жи (при дей­ст­вии сол­неч­но­го све­та), на­ру­ше­ния в ра­бо­те TdT при­во­дят к им­му­но­ло­гич. за­бо­ле­ва­ни­ям. ДНК-п. ис­поль­зу­ют­ся для сек­ве­ни­ро­ва­ния ДНК, ам­пли­фи­ка­ции разл. ДНК-­мат­риц (см. По­ли­ме­раз­ная цеп­ная ре­ак­ция), вве­де­ния разл. флуо­рес­цент­ных ме­ток в ДНК, ко­то­рые при­ме­ня­ют для ди­аг­но­сти­ки на­следств. за­бо­ле­ва­ний, оп­ре­де­ле­ния при­ро­ды ин­фекц. аген­тов, иден­ти­фи­ка­ции лич­но­сти в кри­ми­на­ли­сти­ке и т. д.