DNS-polimeráz μ

DNS-polimeráz μ
Azonosítók
Jel	POLM, Tdt-N
Entrez	27434
OMIM	606344
RefSeq	NM_001284330
UniProt	Q9NP87
PDB	2HTF
Egyéb adatok
Lokusz	7. krom. p13

A DNS-polimeráz μ (röviden Pol μ) eukarióta DNS-polimeráz, melyet a POLM gén kódol.^[1]

Szerkezet

A Pol μ N-terminális BRCT- (9–109. aminosav), 8 kDa-os (137–231.), ujj- (231–288.), tenyér- (288–424.) és hüvelykujjdoménből áll (424–494). A három C-terminális domén együtt alkotja a kézmotívumot.^[2]

Egy kör biztosítja a létrehozó és a DNS utasította szintézis közti váltást, mely révén terminális transzferázként tud működni. Ennek deléciójakor a Pol μ nem rendelkezik TdT-aktivitással, de jobban köt a DNS-hez és jobb a templátfüggő polimerizációja. A TdT 1. körének hozzáadása TdT-aktivitást mutat kisebb templátfüggő polimerizáció mellett. E kör nem szükséges a templátáthelyezéshez és a primerátrendezéshez.^[3]

Funkció

A Pol μ a DNS-polimerázok X-családjának tagja. A sérült vagy hiányzó nukleotidok reszintézisében vesz részt nem homológ végcsatlakoztatással (NHEJ) történő DNS-javítás során.^[4] A Pol μ a Kuval és a DNS-ligáz IV-gyel kölcsönhat, melyek szintén részt vesznek a NHEJ-ben.^[5] Szerkezetileg és funkcionálisan a Pol λ rokona, melyhez hasonlóan BRCT-doménnel rendelkezik, mely feltehetően a többi DNS-javító fehérjével való kölcsönhatást mediálja.^[6] A Pol μ a Pol λ-val ellentétben bázist tud hozzáadni egy tompa véghez, melynek templátja a törés túloldalán lévő nukleotidtöbblet.^[7] A Pol μ a terminális dezoxinukleotidil-transzferáz (TdT), egy DNS-végekhez véletlenszerű nukleotidokat a V(D)J-rekombináció során hozzáadó DNS-polimeráz rokona. E folyamat okozza a B- és T-sejt-receptorok diverzitását gerincesekben. A TdT-hez hasonlóan a Pol μ részt vesz a V(D)J-rekombinációban, de csak könnyűlánc-átrendezések során.^[8] Ebben eltér a nehézlánc-átrendezésben érintett Pol λ-tól.^[9]

A Pol μ az egyetlen ismert DNS-polimeráz, mely képes nem komplementer kettősszál-törések javítására. Ridegsége és csekély cukorszelektivitása teszi lehetővé a DNS-ligációhoz szükséges DNS-szubsztrátokat NHEJ során.^[2] Az olyan nagy adduktumokon is át tud haladni, mint a benzo[a]pirén-N²-dG vagy az N²-acetilaminofluorenilguanin. Ezenkívül a cisz-szin-timindimerekkel szemben is képes transzléziós szintézisre, azonban a tiszta Pol μ nem képes a templátban lévő (6–4) fototerméken áthaladni.^[10]

A Pol μ kevéssé különbözteti meg a ribo- és a dezoxiribonukleotidokat.^[11]

POLM-mutáns egerek

A Pol μ-mutáns egerekben a vérképzősejt-fejlődés több perifériás és csontvelő-sejtpopulációban károsult – mintegy 40%-kal csökkent csontvelősejtszámot okoz számos vérképzősejt-vonalnál.^[12] A vérképző progenitorsejtek bővülési potenciálja is kisebb. E jellemzők összefüggnek a csökkent kettősszáltörés-javítással a vérképző szövetben. A teljes test γ-besugárzása azt mutatja, hogy a Pol μ fontos más, a vérképző szövethez nem kapcsolódó szövetekben is. Így a Pol μ fontos a genetikai stabilitásban a vérképző és a nem vérképző szövetben is.

A POLM-knockout egerek sokkal tovább képesek tanulásra és hosszútávú potenciációra, mint a vad típusúak, ami összefügghet a hibára hajlamos DNS-javítás csökkenésével és a hatékonyabb mitokondriumokkal. Ezen egerek kevesebb jelét mutatták az öregedésnek a vad típusnál.^[13]

Klinikai jelentőség

Tumorok

A B-sejtes nem Hodgkin-limfóma jelentősen nagyobb mértékben expresszálja a Pol μ-mRNS-t, mint az egészséges szövet. Hibára való hajlama és a perifériás limfoid szövetben lévő B-sejtekben való jelenléte alapján a B-sejtes limfomagenezisben szerepet játszhat. Chiu et al. 2002-ben közeli kapcsolatot mutattak ki a Pol μ-expresszió és a nem Hodgkin-limfómák közt, melynek alapja az enzim hibahajlama.^[14]

A Pol μ mintegy 50-szer nagyobb hatékonysággal illeszt a 8-oxoguaninnal szembe adenint, mint citozint, mutációt okozva.^[2]

Jegyzetek

1. Entrez Gene: POLM polymerase (DNA directed), mu
2. Kaminski AM, Bebenek K, Pedersen LC, Kunkel TA (2021. december 28.). „DNA polymerase mu: An inflexible scaffold for substrate flexibility”. DNA Repair 93, 102932. o. DOI:10.1016/j.dnarep.2020.102932. PMID 33087269. PMC 8713560. 
3. Juárez R, Ruiz JF, McElhinny SAN, Ramsden D, Blanco L. „A specific loop in human DNA polymerase mu allows switching between creative and DNA-instructed synthesis”. Nucleic Acids Res 34 (16). DOI:10.1093/nar/gkl457. PMID 16963491. PMC 1636348. (Hozzáférés: 2024. március 16.) 
4. Daley JM, Laan RL, Suresh A, Wilson TE (2005. augusztus 1.). „DNA joint dependence of pol X family polymerase action in nonhomologous end joining”. J. Biol. Chem 280 (32), 29030–29037. o. DOI:10.1074/jbc.M505277200. PMID 15964833. 
5. Mahajan KN, Nick McElhinny SA, Mitchell BS, Ramsden DA (2002. július 1.). „Association of DNA polymerase mu (pol mu) with Ku and ligase IV: role for pol mu in end-joining double-strand break repair”. Mol. Cell. Biol 22 (14), 5194–202. o. DOI:10.1128/MCB.22.14.5194-5202.2002. PMID 12077346. PMC 139779. 
6. Nick McElhinny SA, Ramsden DA (2004. augusztus 1.). „Sibling rivalry: competition between Pol X family members in V(D)J recombination and general double strand break repair”. Immunol. Rev 200, 156–64. o. DOI:10.1111/j.0105-2896.2004.00160.x. PMID 15242403. 
7. Nick McElhinny SA, Havener JM, Garcia-Diaz M (2005. augusztus 1.). „A gradient of template dependence defines distinct biological roles for family X polymerases in nonhomologous end joining”. Mol. Cell 19 (3), 357–66. o. DOI:10.1016/j.molcel.2005.06.012. PMID 16061182. 
8. Bertocci B, De Smet A, Berek C, Weill JC, Reynaud CA (2003. augusztus 1.). „Immunoglobulin kappa light chain gene rearrangement is impaired in mice deficient for DNA polymerase mu”. Immunity 19 (2), 203–11. o. DOI:10.1016/S1074-7613(03)00203-6. PMID 12932354. 
9. Bertocci B, De Smet A, Weill JC, Reynaud CA (2006. július 1.). „Nonoverlapping functions of DNA polymerases mu, lambda, and terminal deoxynucleotidyltransferase during immunoglobulin V(D)J recombination in vivo”. Immunity 25 (1), 31–41. o. DOI:10.1016/j.immuni.2006.04.013. PMID 16860755. 
10. Zhang Y, Wu X, Guo D, Rechkoblit O, Taylor JS, Geacintov NE, Wang Z (2002. november 15.). „Lesion bypass activities of human DNA polymerase mu”. J Biol Chem 277 (46), 44582-7. o. DOI:10.1074/jbc.M207297200. PMID 12228225. (Hozzáférés: 2024. március 16.) 
11. Kaminski AM, Chiruvella KK, Ramsden DA, Kunkel TA, Bebenek K, Pedersen LC (2019. szeptember 26.). „Unexpected behavior of DNA polymerase Mu opposite template 8-oxo-7,8-dihydro-2'-guanosine”. Nucleic Acids Res 47 (17), 9410-9422. o. DOI:10.1093/nar/gkz680. PMID 31435651. PMC 6755092. 
12. Lucas D, Escudero B, Ligos JM, Segovia JC, Estrada JC, Terrados G, Blanco L, Samper E, Bernad A (2009. február 1.). „Altered hematopoiesis in mice lacking DNA polymerase mu is due to inefficient double-strand break repair”. PLOS Genet 5 (2), e1000389. o. DOI:10.1371/journal.pgen.1000389. PMID 19229323. PMC 2638008. 
13. Lucas D, Delgado-García JM, Escudero B, Albo C, Aza A, Acín-Pérez R, Torres Y, Moreno P, Enríquez JA, Samper E, Blanco L, Fairén A, Bernad A, Gruart A (2013. január 3.). „Increased learning and brain long-term potentiation in aged mice lacking DNA polymerase μ”. PLoS One 8 (1), e53243. o. DOI:10.1371/journal.pone.0053243. PMID 23301049. PMC 3536760. 
14. Chiu A, Pan L, Li Z, Ely S, Chadburn A, Knowles DM (2002. október). „DNA polymerase μ Gene Expression in B-Cell Non-Hodgkin Lymphomas”. Am J Pathol 161 (4), 1349–1355. o. DOI:10.1016/S0002-9440(10)64411-2. PMID 12368208. PMC 1867311. (Hozzáférés: 2024. március 16.) 

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a DNA polymerase mu című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

• Orvostudományi portál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap