La polimerasi è un tipo di enzima presente all’interno delle cellule coinvolto nella polimerizzazione di un polinucleotide o nella creazione di molecole di DNA o RNA. Gli enzimi sono proteine complesse che prendono parte alle reazioni chimiche all’interno delle cellule, pur rimanendo invariate dopo la reazione. La maggior parte degli enzimi riduce la quantità di energia necessaria affinché la reazione abbia luogo, chiamata energia di attivazione. Questi tipi di enzimi sono chiamati catalizzatori.
DNA e RNA sono costituiti da lunghi filamenti di nucleotidi. Nello specifico, il DNA è composto da adenina, guanina, citosina e timina. L’RNA è formato da filamenti di adenina, guanina, citosina e uracile, invece di timina. Gli enzimi della polimerasi riducono l’energia necessaria per formare i legami tra i nucleotidi, consentendo così la produzione delle molecole più grandi. Esistono diversi tipi di polimerasi, ma tutte sono coinvolte in reazioni che riguardano il DNA o l’RNA.
Ci sono una varietà di DNA polimerasi, ognuna con un ruolo separato. La DNA polimerasi I, II, III e IV giocano tutti un ruolo nella sintesi di una molecola di DNA. DNA Pol III è il principale enzima coinvolto nella replicazione del DNA. DNA Pol II è l’enzima coinvolto nella riparazione del DNA, mentre DNA Pol I svolge un ruolo nella sintesi della molecola del DNA e nella correzione di errori dopo che DNA Pol III ha creato la nuova molecola.
Le polimerasi hanno un’elevata precisione, ma possono verificarsi errori all’interno del codice genetico, che possono causare mutazioni nelle cellule e nell’organismo. La correzione di bozze viene eseguita quando la molecola di DNA viene replicata e se viene rilevato un errore, DNA Pol 1 può eseguire la correzione. Quando la replicazione non avviene, DNA Pol II esegue la scansione delle molecole per cercare eventuali errori o lacune che potrebbero essersi verificati nel tempo. DNA Pol IV, o la polimerasi riparatrice SOS, si trova solo all’interno dei sistemi batterici ed è una possibile teoria dietro l’evoluzione batterica.
Come con la DNA polimerasi, ci sono anche diverse RNA polimerasi. L’RNA polimerasi I, II e III, o Pol I, II e III, esiste in organismi multicellulari di livello superiore. Ogni polimerasi è responsabile della trascrizione di una particolare sezione del DNA durante la trascrizione.
Pol I trascrive quei geni che codificano parte del ribosoma. I ribosomi sono gli organelli in cui avviene la trascrizione all’interno delle cellule e ciascuno è costituito da una subunità grande e una piccola. I geni trascritti da Pol I producono la subunità grande e parte della subunità piccola. Pol II trascrive i geni per RNA messaggero, mRNA e Pol III trascrive i geni per RNA di trasferimento, tRNA. L’mRNA è il modello per la traduzione, o la creazione di nuove proteine, e il tRNA trasporta singoli amminoacidi al ribosoma e l’mRNA per il collegamento in una catena più grande per formare la proteina.