DNA-Polymerase θ

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.

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.

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]

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]

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]

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]

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]