دی ان ای پلیمراز

دی اِن اِی پلیمرازها ( به انگلیسی: DNA Polymerase ) یا دنا بسپاراز ، مولکول های دی ان ای را از زیرواحدهای دئوکسی ریبونوکلئوتید ( dNTP ) ، سنتز می کنند. دی اِن اِی پلیمرازها بیشتر به خاطر نقشی که در همانندسازی دارند شناخته می شوند. به طور کلی دو نوع دی اِن اِی پلیمراز وجود دارد؛ دی اِن اِی پلیمرازهای وابسته به الگو و دی اِن اِی پلیمرازهای غیر وابسته به الگو.
دستهٔ اول، رشتهٔ جدید دی ان ای را از روی یک رشتهٔ الگو ( دی ان ای یا آران ای ) سنتز می کنند و دستهٔ دوم برای سنتز رشتهٔ جدید، نیازی به الگو ندارند. آنزیم رونوشت بردار معکوس از دی ان ای پلیمرازهای وابسته به الگو است و دی ان ای را از روی آران ای الگو سنتز می کند.
دی اِن اِی پلیمراز بر روی دی ان ای حرکت می کند و با استفاده از نوکلئوتیدهای آزاد که در سیتوپلاسم وجود دارند هر نوکلئوتید را در مقابل نوکلئوتید مکمل خود قرار می دهد.
آنزیم دی اِن اِی پلیمراز توانایی دیگری نیز دارد و آن ویرایش است: در صورتی که نوکلئوتید اشتباهی به دی ان ای های دختر اضافه شود، یعنی مکمل نباشد، این آنزیم بازمی گردد و نوکلئوتید غلط را جدا و آن را با نوکلئوتید صحیح تعویض می کند.
دی اِن اِی پلیمراز در سال ۱۹۹۵ کشف شده است. این کشف مهم به فهم عمیق تری از فرایند همانندسازی، اصلاح خطا و رونوشت کرده است. این کشف همچنین به علم مدرن از طریق ممکن سازی استفاده از آن در فرایند واکنش زنجیره ای پلیمراز ( PCR ) کمک کرده است. اولین دی اِن اِی پلیمراز کشف شده، دی اِن اِی پلیمراز اشریشیا کُلای بوده است. این کشف توسط آرتور کورنبرگ و بقیهٔ اعضای تیمش اتفاق افتاد. [ ۱]
در فرایند همانندسازی دی ان ای دو آنزیم دی اِن اِی پلیمراز همزمان درگیر فعالیت هستند. یکی از آن ها درگیر عمل فرایندسازی در رشتهٔ پیشرو و دیگری در رشتهٔ پسرو است. پس از فرایند همانندسازی دو مولکول دی اِن اِی تولید می شود. در هر یک یکی از رشته ها از دی اِن اِی قبلی باقی مانده است تا اطلاعات به نسل بعد منتقل شوند و رشتهٔ دیگر توسط دی اِن اِی پلیمراز همانندسازی شده است. به این فرایند همانندسازی نیمه حفاظتی گفته می شود. دو ساختار گیرهٔ لغزنده ( Sliding clamp ) و بارکنندهٔ گیرهٔ لغزنده عملکرد دی اِن اِی پلیمراز را هدایت می کنند. دو گیرهٔ لغزنده رشته های دی اِن اِی را دربرمی گیرند و به کمک پروتئین هایی به نام Clamp loader complex محل مناسبی برای وصل شدن دی اِن اِی پلیمرازها ایجاد می کنند. دو رشتهٔ رو به روی هم در مارپیچ دی اِن اِی، جهت گیری های برعکس دارند. این جهت گیری با جهت گیری فسفات تعیین می شود. یکی از سر ۳' به ۵' و رشتهٔ دیگر از ۵' به ۳' است. دی اِن اِی پلیمراز فرایند ساخت دی اِن اِی را تنها می تواند از سر ۵' به ۳' انجام دهد. از آن جا که جهت گیری های رشته های رو به روی هم برعکس هستند، رشته ای که از سر ۳' به ۵' می تواند بدون وقفه همانندسازی شود و رشتهٔ پیشرو نام دارد. فرایند همانندسازی در رشتهٔ دیگر به صورت قطعات اکازاکی صورت می گیرد. در این رشته بارکنندهٔ گیرهٔ لغزنده باید گیره را به صورت مداوم جدا و به محل جدید متصل کند. [ ۲]