DNA-Polymerase θ
Synonyme: DNA-Polymerase theta, Pol θ
Englisch: DNA polymerase theta
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.
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.
Genetik
Die DNA-Polymerase θ wird beim Menschen durch das Gen POLQ codiert. Dieses befindet sich auf Chromosom 3 am Genlokus q13.33 und besteht aus 30 Exons.
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]
Funktion
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]
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]
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]
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]
Quellen
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 3,0 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).