PrimPol — это белок, кодируемый геном PRIMPOL у человека. [5] [6] [7] PrimPol представляет собой эукариотический белок, обладающий как ДНК-полимеразной , так и ДНК-примазной активностью, участвующий в синтезе ДНК при трансфекции . Это первый эукариотический белок, обладающий праймирующей активностью с использованием дезоксирибонуклеотидов . [6] [7] Это также первый белок, идентифицированный в митохондриях , обладающий активностью синтеза ДНК при транслейкции.
PrimPol был идентифицирован в ходе биоинформационного исследования, и первоначально предполагалось, что он обладает только примазной активностью. [8] Последующие исследования in vitro и in vivo показали, что он обладает как примазной, так и полимеразной активностью, которая локализуется в каталитическом домене PrimPol. [6] [7] [9] По этой причине этому белку было присвоено название PrimPol.
PrimPol представляет собой ДНК-примазу и ДНК-полимеразу, участвующие в репликации ДНК . В отличие от других известных ДНК-полимераз, PrimPol может инициировать репликацию без необходимости использования праймера для РНК и может распространяться на праймеры, производимые PrimPol. [6] [7] PrimPol предпочтительно инициирует репликацию с использованием дезоксинуклеотидов , а не рибонуклеотидов , и будет распространяться только от зарождающейся цепи ДНК с использованием дезоксинуклеотидов. PrimPol демонстрирует 1000-кратное смещение в сторону спаривания оснований Уотсона-Крика при удлинении цепей ДНК. PrimPol играет пока неизвестную роль в ненарушенной репликации. Клетки, истощенные PrimPol, замедляют развитие репликационной вилки, медленнее пролиферируют и демонстрируют повышенные очаги RPA . [6] [7]
Предполагается, что PrimPol будет играть роль в синтезе ДНК транслейкоза. Когда репликационная вилка достигает места повреждения ДНК, она останавливается, что может привести к летальным одноцепочечным разрывам и двухцепочечным разрывам. PrimPol — одна из многих полимераз, которые можно использовать для репликации прошлых участков повреждения ДНК. PrimPol локализуется в хроматине после УФ-облучения. [6] PrimPol способен обходить сильно искажающие пиримидиновые димеры , образующиеся в результате УФ-облучения ДНК in vitro . [6] [7] PrimPol требует своей активности примазы для обхода УФ-поражений in vivo без остановки процесса. [9] [10] В совокупности эти данные позволяют предположить, что PrimPol имеет два отдельных способа действия для обхода поражений: один заключается в прямом считывании поражений классическим способом синтеза ДНК транслейкоза, а другой - в прайминге после поражения и заполнении пробела. в пострепликативном режиме.
Помимо УФ-поражений, ПримПол способен обходить основания 8-оксогуанина , которые образуются в ответ на окислительный стресс, что имеет особое значение в окислительной среде митохондрий . [7] Репликативная ДНК-полимераза, идентифицированная в митохондриях, pol γ , плохо справляется с этими повреждениями. Более того, PrimPol способен обойти точку доступа примерно в 80% случаев. [7]
PrimPol состоит из двух белковых доменов : каталитического домена примазы-полимеразы и домена цинкового пальца. [6] [7] Каталитические функции примазы и полимеразы PrimPol локализуются в домене примазы-полимеразы, но для активности примазы PrimPol требуется домен цинкового пальца. [9] [10]
Было обнаружено, что PrimPol в основном локализуется в цитозоле (47%), при этом большие фракции также обнаруживаются в митохондриях (34%) и ядерных компартментах (19%). [7] Обнаружено, что митохондриальная фракция PrimPol находится в матриксе митохондрий, а не в мембране или межмембранном пространстве.
Мутация гена PRIMPOL коррелирует с близорукостью . [11] [12] Было показано, что эта мутация тирозина в аспартат (Y89D) приводит к образованию плохо процессивного варианта белка PrimPol, и этот вариант Y89D препятствует репликационным вилкам in vivo . [12]