DNA-Polymerase μ

Die DNA-Polymerase μ wird beim Menschen durch das Gen POLM codiert. Es befindet sich auf Chromosom 7 an Genlokus p13 und besteht aus 13 Exons.

Die DNA-Polymerase μ gehört, wie die DNA-Polymerasen β und λ, zur X-Familie der DNA-Polymerasen. Diese zeigen starke strukturelle Ähnlichkeiten, unterscheiden sich aber in ihren katalytischen Mechanismen.

Die DNA-Polymerase μ ist ein monomeres Protein mit einem Molekulargewicht von 55 kDa. Sie besitzt wie die DNA-Polymerase λ eine N-terminale BRCT-Domäne, welche die Bindung an die DNA und weiteren Proteinen ermöglicht. Die größten strukturellen Übereinstimmungen besitzt sie aber mit der terminalen Desoxyribonukleotidyltransferase (TdT). Dies ist eine spezifsche Polymerase der X-Familie, die keine DNA als Vorlage benötigt.

Ein besonderes Merkmal der Polymerase μ ist ihre extrem geringe Prozessivität. Ihre Dissoziationsrate, mit der sie sich von der DNA löst, ist viel höher als die Rate, mit der sie ein neues Nukleotid einsetzt. Dies resultiert darin, dass sie maximal ein Nukleotid an ein 3'-OH anhängt, bevor sie sich wieder von der DNA löst. Dieser Mechanismus wird auch als distributive Synthese bezeichnet (im Konstrast zur prozessiven Synthese der replikativen Polymerasen). Die Fehlerrate wird mit 10^-2 bis 10^-4 angegeben. Ihr häufigster Fehler ist es, ein Guanin gegenüber einem Adenin einzusetzen.^[1]

NHEJ

Während der nicht-homologen Endverknüpfung kann die Polymerase μ mit dem Ku-Komplex und XRCC4 interagieren, um an die DNA zu binden. Hier kann sie kleinere Lücken von überlappenden DNA-Enden mit 1-2 Nukleotiden füllen. Eine besondere Eigenschaft ist, dass sie auch an 3'-Enden ein Nukleotid anhängen kann, das selber kein komplementäres Nukleotid auf dem Gegenstrang hat. Sie kann also zwei nicht-kompatible DNA-Stränge miteinander verbinden, wenn diese jeweils einen 3'-Überhang von einem Nukleotid haben, indem sie auf einer Seite an den Überhang ein weiteres Nukleotid anhängt. Dieses Nukleotid ist komplementär zum Überhang, wodurch kompatible Enden entstehen.^[2]

V(D)J-Rekombination

Die DNA-Polymerase μ ist ähnlich wie die Polymerase λ zusätzlich in die V(D)J-Rekombination involviert. Sie ist aber nur an der Umlagerung des Gens für die leichte Kette beteiligt.