polimerasi

polimerasi

Classe di enzimi cellulari che promuovono la polimerizzazione di monomeri nucleotidici per ottenere un polimero di acidi nucleici. Le polimerasi si distinguono in DNA- e RNA-polimerasi a seconda che promuovano la formazione di polimeri di DNA o polimeri di RNA. Gli enzimi DNA- e RNA-polimerasi svolgono la loro attività scorrendo lungo un filamento stampo di DNA per replicarlo in un nuovo DNA o per trascriverlo in un RNA. Sebbene la funzione biologica di questi enzimi non sia di produrre movimento e forza, di fatto essi si spostano vettorialmente lungo percorsi costituiti da filamenti di DNA in un modo simile al movimento delle chinesine, delle miosine e delle dineine lungo polimeri proteici. Come i motori, le polimerasi devono spostarsi rapidamente per svolgere le loro funzioni. Attualmente sono conosciute le strutture tridimensionali di due DNA-polimerasi, il frammento di Klenow della DNA-polimerasi I di Escherichia coli e la transcriptasi inversa del virus HIV, una polimerasi che trascrive il genoma a RNA in DNA, e di due proteine accessorie, la subunità β della polimerasi III di E. coli e il cosiddetto antigene nucleare delle cellule di lievito in proliferazione. Le strutture delle polimerasi sono molto simili fra loro e presentano una profonda cavità per l’attacco al DNA. Le due proteine accessorie aumentano la processività delle rispettive polimerasi partner ed entrambe formano un anello intorno al DNA. Questa osservazione ha fatto ipotizzare che la loro funzione sia di formare un morsetto ad anello che costringe la polimerasi a rimanere attaccata al DNA substrato. La cristallografia elettronica a bassa risoluzione di cristalli bidimensionali di RNA-polimerasi di E. coli e di RNA-polimerasi II di lievito ha rivelato l’architettura generale di queste molecole. Le RNA-polimerasi hanno una profonda fenditura, simile a quella osservata nella DNA-polimerasi, che quasi certamente è il sito di attacco del DNA. Tuttavia, dopo l’inizio della trascrizione, la polimerasi può subire dei cambiamenti di forma per convertire questa cavità in un anello che circonda lo stampo di DNA. Questa modificazione può far aumentare la processività in modo simile a quanto fa il morsetto ad anello delle proteine accessorie descritto in precedenza. Il movimento processivo delle RNA-polimerasi è, comunque, un processo complesso che potrebbe dipendere da una serie di altri cofattori proteici. (*)

→ Cellula. Movimento cellulare; Manipolazioni di molecole