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DNA-Polymerase θ

Synonyme: DNA-Polymerase theta, Pol θ
Englisch: DNA polymerase theta

1 Definition

Die DNA-Polymerase θ (theta) ist eine Polymerase in vielen Eukaryoten. Sie ist an der Reparatur von Doppelstrangbrüchen über alternative Endverknüpfungsmechanismen wie der MMEJ beteiligt.

2 Hintergrund

DNA-Doppelstrangbrüche werden durch die Zelle hauptsächlich mittels der homologen Rekombination und der nicht-homologen Endverknüpfung repariert. Es existieren jedoch zahlreiche weitere Mechanismen, die oft schwer zu charakterisieren sind, da sie stark überlappen. Daher werden sie oft als alternative end-joining (alt-EJ) oder auch alt-NHEJ Mechanismen zusammengefaßt. Ein gemeinsames Merkmal ist, dass sie ohne die Beteiligung des Ku-Komplex oder DNA-PKcs auskommen.

3 Genetik

Die DNA-Polymerase θ wird beim Menschen durch das Gen POLQ codiert. Dieses befindet sich auf Chromosom 3 an Genlokus q13.33 und besteht aus 30 Exons.

4 Struktur

Die Polymerase θ gehört, wie die DNA-Polymerasen γ und ν zur A-Familie der DNA-Polymerasen. Sie ist ein monomers Protein mit einem Molekulargewicht von 290 kDa. Am N-Terminus befindet sich die Polymerasenfunktion, am C-Terminus eine Helikasendomäne mit DNA-abhängiger ATPase-Aktivität. Die Funktion der Region, die zwischen beiden liegt, ist bisher unbekannt (2018).[1]

5 Funktion

5.1 Alt-NHEJ

Für die Funktion von Polymerase θ in der alt-NHEJ existiert ein Modell: Die Helikasen-Aktivität öffnet die doppelsträngige DNA, um Mikrohomologien freizulegen. Dort lagern sich die DNA-Stränge an und die Polymerase θ kann diese nun als Vorlage verwenden, um die Lücken aufzufüllen.[2]

5.2 Somatische Hypermutation

Die DNA-Polymerase θ spielt außerdem eine Rolle in der somatischen Hypermutation. Dieser Prozess führt zu Mutationen in Antikörpergenen, wodurch die Variabilität der Antikörper steigt.[3]

5.3 Basenexzisionsreparatur

Eine Beteiligung der DNA-Polymerase θ an der Basenexzisionsreparatur gilt auch als wahrscheinlich, da Zellen mit defekter Polymerase θ extrem sensitiv für oxidative DNA-Schäden sind.[1]

5.4 Interstrand Crosslinks

In niederen Eukaryoten ist die DNA-Polymerase θ außerdem an der Reparatur von Interstrand Crosslinks beteiligt. Diese Funktion konnte für Wirbeltiere nicht nachgewiesen werden.[3]

6 Quellen

  1. 1,0 1,1 Wood RD, Doublié S. DNA polymerase θ (POLQ), double-strand break repair, and cancer. DNA repair. 2016;44:22-32. doi:10.1016/j.dnarep.2016.05.003.
  2. MA Chan SH, Yu AM, McVey M. Dual Roles for DNA Polymerase Theta in Alternative End-Joining Repair of Double-Strand Breaks in Drosophila. Hawley RS, ed. PLoS Genetics. 2010;6(7):e1001005. doi:10.1371/journal.pgen.1001005.
  3. 3,0 3,1 Garcia-Diaz, M. & Bebenek, K. Multiple functions of DNA polymerases. CRC Crit Rev Plant Sci 26, 105-122, doi:10.1080/07352680701252817 (2007).

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