Polymeraaseja

Polymeraaseja, myös tunnettu nimellä DNA-polymeraasi, on entsyymi, joka katalysoi nukleotidien lisäämistä DNA-ketjuun. Se on välttämätön prosessi solun DNA:n replikaatiossa, jossa solu kopioi itsensä DNA:ta ennen jakautumista. Polymeraasit ovat tärkeitä myös DNA:n korjauksessa ja muissa solun DNA:n käsittelyssä tapahtuvissa prosesseissa.

Polymeraasit toimivat 5’→3’-suunnassa, mikä tarkoittaa, että ne lisäävät nukleotideja vain DNA-ketjun 3’-päästä. Tämän vuoksi DNA:n replikaatio tapahtuu antiparallelisesti, sillä DNA:n kahdesta ketjusta toinen on 5’→3’-suuntainen ja toinen 3’→5’-suuntainen. Polymeraasit vaativat malliketjun, josta ne lukevat ja lisäävät komplementaarisia nukleotideja vastakkaisen ketjun rakentamiseksi.

Eukaryoottisissa soluissa on useita eri polymeraaseja, joilla on erilaisia rooleja. Esimerkiksi DNA-polymeraasi δ ja ε ovat tärkeitä replikaatiossa, kun taas DNA-polymeraasi β osallistuu pienien DNA-vikojen korjaukseen. Prokaryoottisissa soluissa, kuten bakteereissa, DNA-polymeraasi III on pääasiallinen replikaatiopolymeraasi, kun taas DNA-polymeraasi I osallistuu korjaukseen ja primaan poistamiseen.

Polymeraasit ovat myös tärkeitä molekyylibiologian työkaluja, kuten PCR-menetelmässä (polymeraasiketjureaktio), jossa polymeraasit kopioivat DNA:ta eksponentiaalisesti. PCR:ssä käytetään usein termostaattista polymeraasia, kuten Taq-polymeraasia, joka kestää korkeita lämpötiloja ja toimii optimaalisesti PCR:n lämpötiloissa. Polymeraasien tutkimus on edistänyt ymmärrystämme DNA:n replikaatiosta ja korjauksesta, ja ne ovat olleet keskeisiä biotekniikan ja lääketieteen kehityksessä.