DNA-Polymerase ι
Synonyme: DNA-Polymerase iota, RAD30 Homolog B, Eta2, Poliota, POLI
Englisch: DNA polymerase iota
Definition
Die DNA-Polymerase ι (iota) ist eine fehleranfällige Polymerase in höheren Eukaryoten. Sie ist an der Transläsionssynthese bei beschädigten Nukleotiden während der DNA-Replikation beteiligt.
Hintergrund
Die replikativen DNA-Polymerasen δ und ε der eukaryotischen Zellen verfügen über eine hohe Prozessivität, binden also sehr eng an die DNA und können tausende Nukleotide synthetisieren, bevor sie dissoziieren. Tritt im abgelesenen DNA-Strang eine Beschädigung auf, welche die Eigenschaften der Nukleobase verändern, stoppen diese Polymerasen und die Replikation ist blockiert. Um die Replikation weiter zu führen, werden die Polymerasen der Transläsionssynthese rekrutiert.
Genetik
Die DNA-Polymerase ι wird beim Menschen durch das Gen POLI codiert. Es befindet sich auf Chromosom 18 an Genlokus q21.2 und besteht aus 13 Exons.
Eigenschaften
Die Polymerase ι gehört zur Y-Familie der DNA-Polymerasen. Sie kann über DNA-Schäden hinweg synthetisieren, die für die replikativen Polymerasen ein Hindernis darstellen. Dies geschieht beispielsweise an Pyrimidin-Dimeren.
Polymerase ι zeigt nur eine geringe Prozessivität und fällt schon nach wenigen Nukleotiden von der DNA ab. Im Vergleich zu den anderen Polymerasen der Transläsionssynthese ist sie außerdem sehr fehleranfällig und besitzt ein großes Potential, Mutationen in die DNA einzuführen.[1] Beispielsweise setzt sie in unbeschädigter DNA gegenüber einem Thymin bevorzugt ein Guanin ein.[2] Bei einem Cytosin können Mismatches mit Adenin und auch Cytosin auftreten. Insgesamt ist ungefähr jede hundertste Base fehlerhaft.[3]
Die Struktur der DNA-Polymerase ι erlaubt es ihr auch Hoogsteen-Basenpaarungen durchzuführen (hier binden die Basen in ungewöhnlichen Winkeln zueinander).[4]
Klinische Bedeutung
Die DNA-Polymerase ist oft in Tumorgeweben überexprimiert. Beispielsweise verstärkt sie die Metastasierung von Speiseröhrenkrebs. Die Transläsionssynthese trägt auch zur Chemoresistenz der Tumore bei, da sie es ermöglicht, eingeführte Beschädigungen zu umgehen.[1]
siehe auch: Transläsionssynthese
Quellen
- ↑ 1,0 1,1 Zou, S. et al. DNA polymerase iota (Pol iota) promotes invasion and metastasis of esophageal squamous cell carcinoma. Oncotarget 7, 32274-32285, doi:10.18632/oncotarget.8580 (2016).
- ↑ Iguchi, M., Osanai, M., Hayashi, Y., Koentgen, F. & Lee, G. H. The error-prone DNA polymerase iota provides quantitative resistance to lung tumorigenesis and mutagenesis in mice. Oncogene 33, 3612-3617, doi:10.1038/onc.2013.331 (2014).
- ↑ Frank, E. G. et al. Altered nucleotide misinsertion fidelity associated with poliota-dependent replication at the end of a DNA template. EMBO J 20, 2914-2922, doi:10.1093/emboj/20.11.2914 (2001).
- ↑ Makarova, A. V. & Kulbachinskiy, A. V. of human DNA polymerase iota and the mechanism of DNA synthesis. Biochemistry (Mosc) 77, 547-561, doi:10.1134/S0006297912060016 (2012).