PiPolB

Representació de l'estructura molecular d'una enzima ADN polimerasa del tipo B, registrada en còdic 2dy4.

Les polimerasa B independents de primer (primer-independent PolB "PiPolB") són un subtipo de la família de les ADN polimerasa tipo B, que s'han descobert recentment per un equip d'investigadors del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC). Són enzimes que intervenen en el procés de replicació de el ADN i tenen un paper essencial en el manteniment de l'integritat del genoma durant la replicació i reparació de ADN. Les PiPolB vénen codificades per uns elements denominats pipolinas, que es troben en el genoma de vàries bactèries i també en els plásmidos circulares de mitocondrias.

Lo interessant d'este nou grup de proteïnes és que, a diferència de les seues anàlogues ya conegudes, (polimerasa de famílies A, B, C, D, X, I i RT) estes no requerixen un iniciador o primer; poden començar la còpia d'ADN sense necessitat d'este. És dir, les piPolB tenen capacitat d'ADN primasa, una enzima especialisada que fa de iniciador.

Funció i importància

Replicació ADN per mig de piPolB

Les ADN polimerasa de la família B (PolB) són de gran importància durant la replicació dels cromosomes virals i celulars. Recentment s'ha identificat i caracterisat un tercer grup de ADN polimerasa de la família B, les PiPolB, ademés dels grups coneguts fins ara, les PolB acebats en ARN (rPolB) i acebats en proteïnes (pPolB). Com es mostra en la següent image, esta troballa revela un mecanisme alternatiu per a l'inici de la replicació del ADN. Les PiPolB constituïxen un nexe entre les PolB anteriorment coneguts, acebats en proteïnes i en ARN/ADN.

Els PiPolB estan codificats per elements genètics mòvils molt diversos, pipolinas, integrats en els genomes de diverses bactèries i també presents com plásmidos circulares en les mitocondrias. La caracterisació bioquímica reflectix que piPolB presenta una activitat de polimerisació de ADN eficient que és capaç utilisar plantilles danyades i no danyades, ademés està dotada de capacitat de correcció de proves i desplaçament de bri. Sorprenentment, les enzimes piPolBs presenten activitat primasa i per tant no requerixen la presència de cap factor proteic que inicie la replicació ni un cebador preexistente que els proporcione un grup hidroxilo al que ancorar un nucleòtit entrante, sino que tenen capacitat de síntesis de ADN de novo depenent de la plantilla, lo que acaba aixina en el dogma de que les ADN polimerasa replicativas requerixen un cebador preexistente per a la síntesis de ADN. D'esta manera, piPolBs poden replicar el ADN tant de mòles circulares com a llineals, estan involucrats en l'autorreplicación de pipolinas i també poden contribuir a la tolerància al dany de el ADN bacterià.

Aixina que, gràcies a la seua activitat de exodesoxirribonucleasa 3'-5 ' i la seua capacitat de síntesis de cebador de novo, les piPolB són un tipo de ADN polimerasa en activitat de polimerisació de ADN de plantilla independent de cebador, activitat de polimerisació de ADN dependent de cebador en desplaçament de cadena, i ademés presenta capacitat de sintesi de translesión a través del dany de bases no voluminoses.

Este mecanisme de replicació de el ADN sense la necessitat d'un cebador preexistente, fa que les piPolBs asseguren una còpia fidel de l'informació i les convertix en un ferramenta biotecnológica molt prometedora. Ademés, la seua capacitat primasa no depén d'una seqüència mòle concreta, lo que significa que pot iniciar la replicació en qualsevol punt de la cadena, la qual cosa és molt útil per a corregir danys i ampliar el genoma. No obstant, les piPolB mostren certa preferència en insertar purinas sobre pirimidinas, segons l'orde A> G> T> C, d'acort en la "regla A" descrita per a moltes ADN polimerasa.

Gràfica: Síntesis de ADN per piPolB en presència i absència de cebador.

Estes propietats són de gran interés en el camp de la salut, ya que les piPolB es troben en bactèries com Escherichia coli o Staphylococcus aureus, i conéixer el seu método d'actuació aporta informació sobre el seu mecanisme de resistència als antibiòtics. Ademés, este tipo de ADN polimerasa, les piPolBs, suponen una ventaja front a anteriors tècniques de replicació del genoma complet que requerien la presència de diverses enzimes com una primasa, una Prim-Pol i la ADNP del fago phi29, ya que les piPolBs podrien actuar com a enzima única en l'amplificament del genoma.

Família i classificació

Les ADN polimerasa que participen en la replicació celular es classifiquen en sèt famílies (Família A, B, C, D, X, I i RT) segons la seua estructura i aminoàcits, els quals determinen la funció de l'enzima. Esta classificació exclou a les ADN polimerasa dels virus ya que poden replicar el ADN viral a través d'una varietat de mecanismes. No obstant, els retrovirus codifiquen una ADN polimerasa (la transcriptasa inversa) la funció de la qual és l'inversa, sintetisar ADN a partir de ARN.

Les PiPolB (primer-independent DNA Polymerase “Type B”) s'inclouen dins de la família B. La família B (en la que es troben les ADN polimerasa II, B, α, ζ, δ i ε) s'encarrega principalment de les fases inicials de la replicació i de la reparació dels enllaços establits entre els dos bri. Dins d'esta família, les ADN polimerasa tipo B es dividixen en tres subgrups, segons el cebador o primer que usen:

• Els PolB en un primer proteic (pPolB), els quals repliquen menuts genomes llineals de virus i elements genètics mòvils.
• Els PolB que requerixen d'un primer d'àcit nucleico (ya siga ARN o ADN). Són els més freqüents i participen en la replicació i reparació del genoma en tots els organismes vius i els seus virus.
• Els PolB que no necessiten primer (piPolB) codificats per elements genètics mòvils bacterians i mitocondrials, i capaços de sintetisar ADN independentment de l'us d'una plantilla inicial.