بوليميراز الحمض النووي بيتا
إنزيم بوليميراز الحمض النووي بيتا ، المعروف أيضًا باسم POLB ، هو إنزيم موجود في حقيقيات النوى . في البشر، يتم ترميزه بواسطة جين POLB . [ 4 ]
وظيفة
في الخلايا حقيقية النواة ، يقوم بوليميراز الحمض النووي بيتا (POLB) بإصلاح استئصال القاعدة (BER) اللازم للحفاظ على الحمض النووي ، وتضاعفه ، وإعادة تركيبه ، ومقاومته للأدوية. [ 4 ]
يتعرض الحمض النووي للميتوكوندريا في خلايا الثدييات باستمرار لهجوم من جذور الأكسجين الحرة المنبعثة أثناء إنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) . تحتوي ميتوكوندريا خلايا الثدييات على نظام فعال لإصلاح استئصال القاعدة باستخدام إنزيم بوليميراز الحمض النووي (POLB) الذي يزيل بعض أضرار الحمض النووي التأكسدية الشائعة . [ 5 ] وبالتالي، يلعب إنزيم POLB دورًا رئيسيًا في الحفاظ على استقرار جينوم الميتوكوندريا . [ 5 ]
أظهر تحليل دقة تضاعف الحمض النووي بواسطة بوليميراز بيتا في الخلايا العصبية لفئران صغيرة وفئران مسنة جدًا أن الشيخوخة ليس لها تأثير يُذكر على دقة تخليق الحمض النووي بواسطة بوليميراز بيتا. [ 6 ] واعتُبرت هذه النتيجة دليلًا يُعارض نظرية كارثة الأخطاء في الشيخوخة. [ 6 ] [ 7 ]
إصلاح استئصال القاعدة
قام كابيلوف وزملاؤه بقياس قدرة إصلاح تلف الحمض النووي عبر مسار إصلاح استئصال القاعدة (BER) في أنسجة فئران صغيرة (عمرها 4 أشهر) وفئران كبيرة (عمرها 24 شهرًا). [ 8 ] في جميع الأنسجة التي تم فحصها ( الدماغ والكبد والطحال والخصيتين ) ، انخفضت قدرة إصلاح تلف الحمض النووي بشكل ملحوظ مع التقدم في العمر، وارتبط هذا الانخفاض في قدرة الإصلاح بانخفاض مستويات بوليميراز الحمض النووي بيتا على مستوى البروتين والحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA ). وقد أبلغ العديد من الباحثين عن تراكم تلف الحمض النووي مع التقدم في العمر، وخاصة في الدماغ والكبد. [ 9 ] اقترح كابيلوف وزملاؤه [ 8 ] أن عدم قدرة مسار إصلاح استئصال القاعدة (BER) على إصلاح التلف بمرور الوقت قد يُفسر آليًا الملاحظات المتكررة لتراكم تلف الحمض النووي مع التقدم في العمر.
تنظيم التعبير
يحافظ إنزيم بوليميراز الحمض النووي بيتا على سلامة الجينوم من خلال المشاركة في إصلاح استئصال القاعدة . وقد ارتبط فرط التعبير عن الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA) الخاص بإنزيم بوليميراز الحمض النووي بيتا (POLB ) بالعديد من أنواع السرطان، بينما يؤدي نقص هذا الإنزيم إلى فرط الحساسية للعوامل المؤلكلة ، وتحفيز موت الخلايا المبرمج ، وانكسار الكروموسومات. لذلك، من الضروري تنظيم التعبير عن إنزيم بوليميراز الحمض النووي بيتا (POLB) بدقة. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
يتم تنظيم جين POLB تصاعديًا عن طريق ارتباط عامل النسخ CREB1 بعنصر استجابة cAMP (CRE) الموجود في مُحفِّز جين POLB استجابةً للتعرض لعوامل الألكلة. [ 14 ] [ 15 ] كما يتم تنظيم التعبير الجيني لجين POLB على مستوى ما بعد النسخ، حيث تبين أن منطقة 3' غير المترجمة (3' UTR) من mRNA الخاص بـ POLB تحتوي على ثلاثة تراكيب حلقية جذعية تؤثر على التعبير الجيني. [ 16 ] تُعرف هذه التراكيب الحلقية الجذعية الثلاثة بـ M1 وM2 وM3، حيث يلعب M2 وM3 دورًا رئيسيًا في تنظيم الجينات. يساهم M3 في التعبير الجيني، لاحتوائه على إشارة إضافة ذيل عديد الأدينين متبوعة بموقع الانقسام وإضافة ذيل عديد الأدينين، مما يساهم في معالجة ما قبل mRNA . وقد ثبت أن M2 محفوظ تطوريًا، ومن خلال الطفرات، تبين أن هذا التركيب الحلقي الجذعي يعمل كعنصر مُزعزع لاستقرار الحمض النووي الريبوزي (RNA).
بالإضافة إلى هذه العناصر التنظيمية المجاورة الموجودة في منطقة 3'UTR، يُعتقد أن البروتين HAX1 ، وهو بروتين يعمل عبر الجينات ، يُساهم في تنظيم التعبير الجيني. وقد أظهرت فحوصات التفاعل الثلاثي في الخميرة أن هذا البروتين يرتبط بالحلقات الجذعية داخل منطقة 3'UTR من mRNA الخاص بجين POLB، إلا أن الآلية الدقيقة التي ينظم بها هذا البروتين التعبير الجيني لا تزال غير معروفة.
التفاعلات
لقد ثبت أن بوليميراز الحمض النووي بيتا يتفاعل مع PNKP [ 17 ] و XRCC1 . [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 3 GRCm38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSMUSG00000031536 – Ensembl ، مايو 2017
- ↑ "مرجع PubMed البشري:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
- ↑ "مرجع PubMed للفأر:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
- 1 2 "NCBI Gene: DNA polymerase beta" .
- 1 2 براساد آر، تشاغلايان إم، داي دي بي، نادالوتي كا، تشاو إم إل، غاسمان إن آر، وآخرون . (ديسمبر 2017). "بوليميريز الحمض النووي β: الحلقة المفقودة لآلية إصلاح الختان الأساسي في الميتوكوندريا في الثدييات" . إصلاح الحمض النووي . 60 : 77 – 88. دوى : 10.1016/j.dnarep.2017.10.011 . بمك 5919216 . بميد 29100041 .
- 1 2 سوبا راو ك، مارتن جي إم، لوب إل إيه (أكتوبر 1985). "دقة بوليميراز الحمض النووي بيتا في الخلايا العصبية من الفئران الصغيرة والمسنة جدًا". مجلة الكيمياء العصبية . 45 (4): 1273-1278 . doi : 10.1111/j.1471-4159.1985.tb05553.x . PMID 3161998. S2CID 84448241 .
- ↑ أورجل، ل. إي. (يونيو 1973). "شيخوخة مستنسخات الخلايا الثديية". مجلة نيتشر . 243 (5408): 441-445 . Bibcode : 1973Natur.243..441O . doi : 10.1038/243441a0 . PMID: 4591306. S2CID : 4153800 .
- 1 2 كابيلوف دي سي، رافول جيه جيه، يانامادالا إس، جانير سي، غو زد، حيدري إيه آر (مارس 2002). " إضعاف إصلاح استئصال القاعدة المعتمد على بوليميراز الحمض النووي بيتا وزيادة الطفرات الناجمة عن ثنائي ميثيل سلفوكسيد في الفئران المسنة" . بحوث الطفرات . 500 ( 1-2 ): 135-145 . Bibcode : 2002MRFMM.500..135C . doi : 10.1016/s0027-5107(02)00003-9 . PMC 3339152. PMID 11890943 .
- ↑ بيرنشتاين سي، بيرنشتاين إتش (1991). الشيخوخة، الجنس، وإصلاح الحمض النووي . سان دييغو: أكاديميك برس. ص 46-60 . ISBN 0-12-092860-4.
- ↑ كانيترو واي، كازو سي، فريشيه إم، بوعادي كيه، ليسكا سي، ساليس بي، هوفمان جيه إس (أكتوبر 1998). "يؤدي الإفراط في التعبير عن بوليميراز الحمض النووي بيتا في الخلية إلى نمط ظاهري طافر وانخفاض الحساسية للأدوية المضادة للسرطان" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 95 (21): 12586-90 . Bibcode : 1998PNAS...9512586C . doi : 10.1073/pnas.95.21.12586 . PMC 22874. PMID 9770529 .
- ↑ بيرغوليو ف، بيلير إم جيه، لاكروا-تريكي إم، رينو-ميسينا ب، كانيترو واي، بيث إيه، وآخرون . (يونيو 2002). "يؤدي خلل تنظيم بوليميراز الحمض النووي بيتا إلى عدم استقرار الكروموسومات وتكوّن الأورام". أبحاث السرطان . 62 (12): 3511-3514 . PMID 12067997 .
- ↑ بيرغوليو ف، كانيترو ي، هوغارث ل، مينتو ل، هاول س ب، كازو س، هوفمان ج س (سبتمبر 2001). "زيادة التعبير عن بوليميراز الحمض النووي بيتا ونشاطه في خلايا ورم المبيض البشري: تأثيره على الحساسية تجاه العوامل المضادة للأورام". أونكوجين . 20 ( 43): 6181-7 . doi : 10.1038/sj.onc.1204743 . PMID 11593426. S2CID 30039904 .
- ↑ سريفاستافا د.ك، حسين إ، أرتيغا س.ل، ويلسون ش.هـ (يونيو 1999). "اختلافات التعبير عن بوليميراز الحمض النووي بيتا في أورام وخلايا بشرية مختارة" . التسرطن . 20 (6): 1049-1054 . doi : 10.1093/carcin/20.6.1049 . PMID 10357787 .
- ↑ هي ف، يانغ إكس بي، سريفاستافا دي كيه، ويلسون إس إتش (يناير 2003). "تعبير جين بوليميراز بيتا للحمض النووي: يتم تنظيم مُنشِّط المُحفِّز CREB-1 بشكل تصاعدي في خلايا مبيض الهامستر الصيني بواسطة الإجهاد الناجم عن عامل ألكلة الحمض النووي". الكيمياء البيولوجية . 384 (1): 19-23 . doi : 10.1515/BC.2003.003 . PMID 12674496. S2CID 33798724 .
- ↑ نارايان إس، هي إف، ويلسون إس إتش (أغسطس 1996). "تنشيط مُحفِّز بوليميراز الحمض النووي بيتا البشري بواسطة عامل مُؤلكل للحمض النووي من خلال الفسفرة المُستحثة لبروتين ربط عنصر استجابة cAMP-1" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 271 (31): 18508-18513 . doi : 10.1074/jbc.271.31.18508 . PMID 8702497 .
- ↑ سارنوفسكا إي، جرزيبوسكا إي إيه، سوبتشاك ك، كونوبينسكي ر، ويلتشينسكا أ، شوارتس م، وآخرون (2007). "بنية الحلقة الدبوسية ضمن منطقة 3'UTR من mRNA لبوليميراز الحمض النووي بيتا تعمل كعنصر تنظيمي ما بعد النسخ وتتفاعل مع Hax-1" . أبحاث الأحماض النووية . 35 (16): 5499-510 . doi : 10.1093/nar/ gkm502 . PMC 2018635. PMID 17704138 .
- ↑ وايت هاوس سي جيه، تايلور آر إم، ثيستلثويت إيه، تشانغ إتش، كريمي بوشري إف، لاسكو دي دي، وآخرون (يناير 2001). "يحفز XRCC1 نشاط كيناز عديد النوكليوتيد البشري عند نهايات الحمض النووي التالف ويسرع إصلاح انقطاعات الحمض النووي أحادي السلسلة" . مجلة Cell . 104 (1): 107-117 . doi : 10.1016/S0092-8674(01)00195-7 . PMID 11163244. S2CID 1487128 .
- ↑ وانغ إل، بهاتاشاريا إن، تشيلسي دي إم، إسكوبار بي إف، بانيرجي إس (نوفمبر 2004). "بروتين نووي جديد، MGC5306، يتفاعل مع بوليميراز الحمض النووي بيتا وله دور محتمل في النمط الظاهري الخلوي". أبحاث السرطان . 64 (21): 7673-7677 . doi : 10.1158/0008-5472.CAN-04-2801 . PMID 15520167. S2CID 35569215 .
- ↑ فان جيه، أوتيرلي إم، وونغ إتش كيه، تومكينسون إيه إي، ويلسون دي إم (2004). "يتشارك XRCC1 في الموقع ويتفاعل فيزيائيًا مع PCNA" . أبحاث الأحماض النووية . 32 (7): 2193-2201 . doi : 10.1093/nar/gkh556 . PMC 407833. PMID 15107487 .
- ↑ كوبوتا واي، ناش آر إيه، كلونغلاند إيه، شار بي، بارنز دي إي، ليندال تي (ديسمبر 1996). " إعادة بناء إصلاح استئصال قاعدة الحمض النووي باستخدام بروتينات بشرية نقية: التفاعل بين بوليميراز الحمض النووي بيتا وبروتين XRCC1" . مجلة EMBO . 15 (23): 6662-70 . doi : 10.1002/j.1460-2075.1996.tb01056.x . PMC 452490. PMID 8978692 .
- ↑ بهاتاشاريا ن، بانيرجي س (يوليو 2001). "دور جديد لـ XRCC1 في وظائف أحد متغيرات بوليميراز الحمض النووي بيتا". الكيمياء الحيوية . 40 (30): 9005-13 . doi : 10.1021/bi0028789 . PMID 11467963 .
للمزيد من القراءة
- ديت تي، تاناهارا ك، ياماموتو إس، نومورا إن، ماتسوكاغي إيه (سبتمبر 1992). "منطقتان في الحمض النووي الريبوزي الرسول لبوليميراز بيتا البشري تثبطان الترجمة في الإشريكية القولونية" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 20 (18): 4859-64 . doi : 10.1093/nar/20.18.4859 . PMC 334243. PMID 1408801 .
- وانغ إل، باتيل يو، غوش إل، بانيرجي إس (سبتمبر 1992). "طفرات بوليميراز الحمض النووي بيتا في سرطان القولون والمستقيم البشري". أبحاث السرطان . 52 (17): 4824-7 . PMID 1511447 .
- توكوي تي، إيناغاكي إم، نيشيزاوا كيه، ياتاني آر، كوساغاوا إم، أجيرو كيه، وآخرون (يونيو 1991). "تعطيل بوليميراز الحمض النووي بيتا عن طريق الفسفرة في المختبر باستخدام بروتين كيناز سي" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 266 (17): 10820-10824 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)99092-7 . PMID 2040602 .
- سينغوبتا دي إن، زمودزكا بي زد، كومار بي، كوبيانشي إف، سكوفرونسكي جيه، ويلسون إس إتش (أبريل 1986). "تسلسل الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) لبوليميراز الحمض النووي بيتا البشري المُستَحصَل عليه من خلال استنساخ الحمض النووي التكميلي (cDNA)" . مجلة الاتصالات البحثية البيوكيميائية والبيوفيزيائية . 136 (1): 341-347 . doi : 10.1016/0006-291X(86)90916-2 . PMID 2423078 .
- زمودزكا، ب.ز.، فورناس، أ.، كولينز، ج.، ويلسون، ش.هـ. (أكتوبر 1988). "توصيف الحمض النووي الريبوزي الرسول لبوليميراز بيتا: دورة الخلية واستجابة النمو في الخلايا البشرية المستزرعة" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 16 (20): 9587-9596 . doi : 10.1093 / nar/16.20.9587 . PMC 338765. PMID 2460824 .
- وايدن إس جي، كيدار بي، ويلسون إس إتش (نوفمبر 1988). "جين بوليميراز بيتا البشري. بنية المنطقة المجاورة 5' والمحفز النشط" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 263 (32): 16992-16998 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)37488-X . PMID 3182828 .
- أبوتس ج، سينغوبتا د.ن، زمودزكا ب، وايدن س.ج، نوتاريو ف، ويلسون ش.هـ (فبراير 1988). "التعبير عن بوليميراز الحمض النووي البشري بيتا في الإشريكية القولونية وتوصيف الإنزيم المؤتلف". الكيمياء الحيوية . 27 (3): 901-909 . doi : 10.1021/bi00403a010 . PMID 3284575 .
- دوباشي واي، كوبوتا واي، شوين تي، توريغوي إس، ياو إم، هوساكا إم (أبريل 1995). "تعدد الأشكال في جين بيتا لبوليميراز الحمض النووي البشري". علم الوراثة البشرية . 95 (4): 389-390 . doi : 10.1007/bf00208961 . PMID 7705833. S2CID 22658070 .
- شيان واي جيه، أكرمان إس، شيبرد إن إس، ماكبرايد أو دبليو، وايدن إس جي، ويلسون إس إتش، وود تي جي (يوليو 1994). "بنية جين بوليميراز الحمض النووي بيتا البشري. دليل على التضفير البديل في التعبير الجيني" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 22 (14): 2719-2725 . doi : 10.1093 / nar/22.14.2719 . PMC 308239. PMID 7914364 .
- ماروياما ك، سوغانو س (يناير 1994). "التغطية بالأوليغو: طريقة بسيطة لاستبدال بنية غطاء الحمض النووي الريبوزي الرسول في حقيقيات النوى بالأوليغوريبونوكليوتيدات". جين . 138 ( 1-2 ): 171-174 . doi : 10.1016/0378-1119(94)90802-8 . PMID 8125298 .
- تشانغ إم، بورمر جي سي، سويزي جيه، لوب إل إيه، إيدلهوف إس، ديستيش سي إم، وآخرون (مايو 1994). "أدلة ضد اعتبار بوليميراز الحمض النووي بيتا جينًا مرشحًا لمتلازمة ويرنر". علم الوراثة البشرية . 93 (5): 507-512 . doi : 10.1007/bf00202813 . PMID 8168825. S2CID 34824853 .
- شيان واي جيه، شتراوس بي آر، وود تي جي، ويلسون إس إتش (أغسطس 1996). "تحديد أشكال جديدة من الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) لبوليميراز بيتا للحمض النووي البشري". بيولوجيا الحمض النووي والخلية . 15 (8): 653-659 . doi : 10.1089/dna.1996.15.653 . PMID 8769567 .
- بيليتييه إتش، ساوايا إم آر، وولفلي دبليو، ويلسون إس إتش، كراوت جيه (أكتوبر 1996). "البنية البلورية لبوليميراز بيتا الحمض النووي البشري المرتبط بالحمض النووي: دلالات على الآلية التحفيزية، والقدرة على الاستمرار، والدقة". الكيمياء الحيوية . 35 (39): 12742-12761 . doi : 10.1021/bi952955d . PMID 8841118 .
- بيليتييه إتش، ساوايا إم آر، وولفلي دبليو، ويلسون إس إتش، كراوت جيه (أكتوبر 1996). "أساس بنيوي للطفرات الناتجة عن أيونات المعادن وانتقائية النيوكليوتيدات في بوليميراز بيتا للحمض النووي البشري". الكيمياء الحيوية . 35 (39): 12762-77 . doi : 10.1021/bi9529566 . PMID 8841119 .
- بيليتييه إتش، ساوايا إم آر (أكتوبر 1996). "توصيف أنماط حلزون-دبوس-حلزون رابطة أيون المعدن في بوليميراز الحمض النووي بيتا البشري بواسطة التحليل البنيوي بالأشعة السينية". الكيمياء الحيوية . 35 (39): 12778-87 . doi : 10.1021/bi960790i . PMID 8841120 .
- كوبوتا واي، ناش آر إيه، كلونغلاند إيه، شار بي، بارنز دي إي، ليندال تي (ديسمبر 1996). "إعادة بناء إصلاح استئصال قاعدة الحمض النووي باستخدام بروتينات بشرية نقية: التفاعل بين بوليميراز الحمض النووي بيتا وبروتين XRCC1" . مجلة EMBO . 15 (23): 6662-70 . doi : 10.1002/j.1460-2075.1996.tb01056.x . PMC 452490. PMID 8978692 .
- بينيت، ر. أ.، ويلسون، د. م.، وونغ، د.، ديمبل، ب. (يوليو 1997). " تفاعل إنزيم إندونوكلياز الأبورين البشري مع بوليميراز الحمض النووي بيتا في مسار إصلاح استئصال القاعدة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 94 (14): 7166-7169 . Bibcode : 1997PNAS...94.7166B . doi : 10.1073/pnas.94.14.7166 . PMC 23779. PMID 9207062 .
- ساوايا إم آر، براساد آر، ويلسون إس إتش، كراوت جيه، بيليتييه إتش (سبتمبر 1997). "البنية البلورية لبوليميراز الحمض النووي البشري بيتا المرتبط بالحمض النووي ذي الفجوات والشقوق: دليل على آلية التوافق المستحث". الكيمياء الحيوية . 36 (37): 11205-11215 . doi : 10.1021/bi9703812 . PMID 9287163 .
- بهاتاشاريا ن، بانيرجي س (سبتمبر 1997). "متغير من بوليميراز الحمض النووي بيتا يعمل كطفرة سائدة سلبية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 94 (19): 10324-10329 . Bibcode : 1997PNAS...9410324B . doi : 10.1073/pnas.94.19.10324 . PMC 23361. PMID 9294209 .
- سوزوكي واي، يوشيتومو-ناكاجاوا كيه، ماروياما كيه، سوياما إيه، سوجانو إس (أكتوبر 1997). "بناء وتوصيف مكتبة cDNA كاملة الطول وأخرى مُخصبة عند الطرف 5'". جين . 200 ( 1-2 ): 149-156 . doi : 10.1016/S0378-1119(97)00411-3 . PMID 9373149 .
- تان إكس إتش، تشاو إم، بان كيه إف، دونغ واي، دونغ بي، فينغ جي جي، وآخرون . (مارس 2005). "طفرة متكررة مرتبطة بفرط التعبير عن بوليميراز الحمض النووي بيتا في الأورام الأولية والآفات ما قبل السرطانية في معدة الإنسان". رسائل السرطان . 220 (1): 101-114 . doi : 10.1016/j.canlet.2004.07.049 . PMID 15737693 .
روابط خارجية
- الجينات الموجودة على الكروموسوم البشري 8
- إصلاح الحمض النووي
- البروتينات الرابطة للحمض النووي