Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
dnaQ — ген, кодирующий ε-субъединицу ДНК-полимеразы III у Escherichia coli. ε-субъединица является одним из трех основных белков в комплексе ДНК-полимеразы. Она функционирует как ДНК-направленная экзонуклеаза 3’→5’, удаляющая неправильно включенные основания в процессе репликации. dnaQ также может называться mutD.
dnaQ is the gene encoding the ε subunit of DNA polymerase III in Escherichia coli. The ε subunit is one of three core proteins in the DNA polymerase complex. It functions as a 3’→5’ DNA directed proofreading exonuclease that removes incorrectly incorporated bases during replication. dnaQ may also be referred to as mutD.
Биологическая роль
Мутации в гене *dnaQ* приводят к индукции механизма SOS-репарации ДНК. Мутация незаменимой аминокислоты в каталитическом центре ε-субъединицы приводит к полной потере функции. Повышенная экспрессия ε-субъединицы снижает частоту возникновения мутаций при воздействии УФ-излучения, что подтверждает важную роль эпсилон-субъединицы в редактировании ДНК и предотвращении инициации SOS-репарации ДНК. Также было показано, что ε-субъединица оказывает влияние на скорость роста *E. coli*. Подавление гена *dnaQ* коррелирует со значительным снижением темпов роста.
Missense mutations in the dnaQ gene lead to the induction of the SOS DNA repair mechanism. Mutating the essential amino acid in the catalytic center of the ε subunit leads to complete loss of function. Overexpression of the ε subunit decreases the incidence of mutations with exposure to UV, proving that the epsilon subunit has an essential function in DNA editing and preventing the initiation of SOS DNA repair. The ε subunit has also been proven to have some impact on the growth rate of E. coli. Silencing of the dnaQ gene is correlated to significantly reduced growth.
Взаимодействия
Подединица ε стабилизируется подединицей θ в составе полного комплекса полимеразы. Ген кодирует два функциональных домена: N-конец продукта гена связывается с подединицей θ и осуществляет функцию экзонуклеазы, а C-конец связывается с подединицей α, ответственной за полимеразную активность. Был идентифицирован Q-линкерный пептид из 22 аминокислотных остатков, который соединяет подединицу α с подединицей ε, обеспечивая гибкость, которая отличает комплекс α:ε от других, более жестких многодоменных полимераз с функцией коррекции ошибок. Наблюдается взаимодействие между миссенс-супрессором – глициновой тРНК, кодируемой геном *mutA*, которое коррелирует со значительно повышенной частотой мутаций в клетках, экспрессирующих этот ген. Не заряженная тРНК MutA обладает комплементарностью к области в 5'-конце мРНК *dnaQ*. Это позволяет ей действовать как антисенсовая мРНК, направляющая деградацию транскрипта *dnaQ* и, следовательно, снижая количество подединицы и повышая частоту мутаций. В последнее время было предложено, что тРНК направляет замену важных остатков глутаминовой кислоты на глицин, что приводит к образованию аберрантных ε-субъединиц и увеличению числа мутаций. Исследования с бактериофагом T4 и *E. coli* с дефектными генами *dnaQ* свидетельствуют о том, что тРНК MutA может не влиять на транскрипцию гена *dnaQ*, но может влиять на трансляцию продукта этого гена.
The ε subunit is stabilized by the θ subunit within the complete polymerase complex. The gene encodes two functional domains: the N terminus of the gene product binds the θ subunit and carries out the exonuclease function and the C terminus binds the α subunit responsible for polymerase activity. A Q linker peptide of 22 residues has been identified that links the α subunit to the ε subunit, conferring flexibility that sets the α:ε complex apart from other more restricted multi domain proofreading polymerases. There is interaction between the missense suppressor glycine tRNA encoded by the mutA gene that is correlated to significantly increased mutation rate in cells that express the gene. The uncharged MutA tRNA possesses complementarity to a region in the 5' end of the dnaQ mRNA. This allows it to act as an antisense mRNA that directs the degradation of the dnaQ transcript and thus, a lower abundance of the subunit and increased frequency of mutation. More recently, it was suggested that the tRNA directs replacement of essential glutamate residues with glycine, leading to aberrant ε subunits and resulting in an increase in mutations. Studies with T4 bacteriophage and E. coli with defective dnaQ genes give evidence that the mutA tRNA may not have any effect on the transcription of the dnaQ gene but may affect the translation of the gene product.