Translesion-DNA-Polymerasen in Eukaryoten: Was macht sie aus?

Das Leben, wie wir es kennen, würde ohne DNA-Replikation einfach nicht existieren. Alle lebenden Organismen nutzen eine komplexe Maschinerie, um ihre Genome zu duplizieren, und die zentrale Rolle in dieser Maschinerie gehört den replizierenden DNA-Polymerasen, Enzymen, die speziell zum Kopieren von DNA entwickelt wurden. „Stressfreie“ DNA-Duplizierung existiert nur in einer idealen Welt, während sie im echten Leben ständig von einer Vielzahl unterschiedlicher Herausforderungen bedroht wird. Zu den zwingendsten Hindernissen, die replizierende Polymerasen oft nicht alleine überwinden können, gehören Läsionen, die die Struktur der DNA verzerren. Trotz komplizierter Systeme, die Zellen nutzen, um ihre Genome von beschädigter DNA zu reinigen, ist die Reparatur oft unvollständig. Das Bestehen von DNA-Läsionen, die die zellulären Replikasen behindern, kann schädliche Folgen haben. Einer der Mechanismen, die es Zellen ermöglichen, die Replikation abzuschließen, ist die „Translesion-DNA-Synthese (TLS)“. TLS ist intrinsisch fehleranfällig, aber anscheinend ist der potenzielle Nachteil einer erhöhten Mutagenese für die Zelle ein gesünderes Ergebnis als eine unvollständige Replikation. Obwohl die meisten der derzeit identifizierten eukaryotischen DNA-Polymerasen in TLS involviert sind, sind die am besten charakterisierten diejenigen, die zur „Y-Familie“ der DNA-Polymerasen (pol η, ι, κ und Rev1) gehören, von denen angenommen wird, dass sie eine wesentliche Rolle in der TLS von persistierenden DNA-Läsionen in Koordination mit der B-Familien-Polymerase, pol ζ, spielen. In diesem Überblick fassen wir die einzigartigen Merkmale dieser DNA-Polymerasen zusammen, wobei wir hauptsächlich auf ihre biochemischen und strukturellen Eigenschaften sowie auf mögliche Protein-Protein-Interaktionen mit anderen kritischen Faktoren, die die TLS-Regulation beeinflussen, fokussieren.