A **ADN polimerase V** (**Pol V**) é un encima ADN polimerase implicado nos mecanismos de reparación do ADN en bacterias como *Escherichia coli*. Está composta por un homodímero UmuD' e un monómero UmuC, formando o complexo proteico UmuD'2C. Forma parte da familia Y de ADN polimerases, con capacidade de realizar a síntese translesión do ADN. As polimerases translesión sortean (*bypass*) os puntos con danos no ADN durante a replicación do ADN (se unha lesión non é reparada ou sorteada a forquita de replicación pode atascarse e causar a morte celular. Porén, as polimerases Y teñen unha fidelidade de secuencia baixa durante a replicación (tenden a engadir nucleótidos errados). Cando se descubriron inicialmente as proteínas UmuC e UmuD' en *E. coli*, pensouse que eran axentes que inhibían a replicación fiel do ADN e causaban que a síntese do ADN tivese altas taxas de mutación despois da exposición á luz ultravioleta. A función como polimerase de Pol V non se descubriu ata máis tarde, na década de 1990, cando se conseguiu extraer a UmuC, e nos eperimentos probouse inequivocamente que UmuD'2C era unha polimerase. Este decubrimento levou á detección de moitos ortólogos de Pol V e o descubrimento das polimerases da familia Y.

Función
-------

A Pol V funciona como unha polimerase para a síntese de ADN translesión en *E. coli* como parte da resposta SOS aos danos sufridos no ADN. Cando o ADN se dana as polimerases da síntese de ADN regular son incapaces de engadir dNTPs na nova febra sintetizada. A ADN polimerase III (Pol III) é a ADN polimerase habitual en *E. coli*. Como a Pol III queda atascada e é incapaz de engadir nucleótidos á cadea de ADN nacente, a célula queda en risco de sufrir un colapso na forquita de replicación e pode producirse a morte celular. A función da Pol V na síntese translesión depende da asociación con outros elementos da resposta SOS, principalmente a actividade da Pol V translesión é moi dependente da formación de filamentos da nucleoproteina RecA. A Pol V pode utilizar a síntese translesión en lesións que bloquean a replicación ou en lesións con erros de codificación, os cales modifican bases e orixinan un emparellamento de bases errado. Porén, non pode traducir a través de erros de amosegas no esqueleto do ADN en dirección 5' → 3'. A Pol V tamén carece de actividade de exonuclease, o que non lle permite a síntese de corrección de erros (*proofreading*), o que fai que sexa un encima tendente ao erro.

### Resposta SOS

A resposta SOS en *E. coli* intenta aliviar o efecto dun estrés causante de danos na célula. O papel da Pol V na resposta SOS desencadeado pola radiación UV descríbese así:

1. A Pol III queda atascada no sitio da lesión.
2. A helicase da replicación do ADN DnaB continúa ampliando a forquita de replicación, creando segmentos de ADN monocatenario diante do punto da lesión.
3. As proteínas que se unen ao ADN monocatenario (SSBs) estabilizan o ADN monocatenario.
4. RecA é recrutada e descargada sobre o ADN monocatenario por RecFOR substituíndo as SSBs. Fórmase o filamento de nucleoproteína RecA (RecA\*).
5. RecA funciona por medio de proteínas mediadoras activando a Pol V (ver Regulación).
6. A Pol V accede ao 3'-OH da febra de ADN nacente e amplía a febra alén do sitio da lesión.
7. A Pol III volve iniciar a elongación.

Regulación
----------

A Pol V só se expresa na célula durante a resposta SOS. Está regulada moi estreitamente a diferentes niveis da expresión proteica e por diferentes mecanismos para evitar a súa actividade a non ser que sexa absolutamente necesario para a supervivencia da célula. A regulación tan estrita de Pol V débese á súa mala fidelidade de replicación, que fai que Pol V sexa altamente mutaxénica e sexa utilizada só como último recurso nos mecanismos de reparación do ADN. En tales casos, a expresión do complexo UmuD'2C tarda en empezar só 45–50 minutos despois da exposición á radiación UV. 

### Regulación transcricional

A transcrición dos xenes da resposta SOS está regulada negativamente polo represor LexA. LexA únese ao promotor do operón UmuDC e inhibe a transcrición xénica. Os danos no ADN celular levan á formación de RecA\*. RecA\* interacciona con LexA e estimula a súa actividade proteolítica, que leva á autoclivaxe do represor liberando o operón para que poida transcribir. O operón UmuDC transcríbese e tradúcese a UmuC e UmuD.

#### Regulación postraducional

A formación do complexo UmuD'2C está limitada pola formación de UmuD' partir de UmuD. A UmuD é un polipéptido de 139 residuos de aminoácidos que forma unha estrutura terciaria estable; porén, necesita sufrir unha modificación postraducional para estar na súa forma activa. UmuD ten actividade autoproteolítica, que é activada por RecA, na cal elimina 24 aminoácidos no N-terminal, converténdose en UmuD'. Despois, UmuD' pode formar un homodímero e asociarse con UmuC para formar o complexo activo UmuD'2C.

#### Regulación funcional

O complexo UmuD'2C é inactivo a menos que se asocie con RecA\*. Pol V interacciona directamente con RecA\* no extremo 3' do filamento de nucleoproteína; este é o sitio da febra de ADN nacente onde a Pol V recomeza a síntese de ADN. Adicionalmente, observouse que a vía REV1/REV3L/REV7 é necesaria para a síntese translesión mediada pola ADN polimerase V.

Notas
-----

1. 1 2 3  Sutton MD, Walker GC (xullo de 2001). "Managing DNA polymerases: coordinating DNA replication, DNA repair, and DNA recombination". *Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America* **98** (15): 8342–9. PMC 37441. PMID 11459973. doi:10.1073/pnas.111036998.
2. 1 2  Yang W (febreiro de 2003). "Damage repair DNA polymerases Y". *Current Opinion in Structural Biology* **13** (1): 23–30. PMID 12581656. doi:10.1016/S0959-440X(02)00003-9.
3. ↑  Garrett, Reginald H. (2013). *Biochemistry* (1st Canadian ed.). Toronto: Nelson Education. p. 343. ISBN 9780176502652.
4. 1 2  Goodman MF, Woodgate R (outubro de 2013). "Translesion DNA polymerases". *Cold Spring Harbor Perspectives in Biology* **5** (10): a010363. PMC 3783050. PMID 23838442. doi:10.1101/cshperspect.a010363.
5. 1 2 3  Jarosz DF, Beuning PJ, Cohen SE, Walker GC (febreiro de 2007). "Y-family DNA polymerases in Escherichia coli". *Trends in Microbiology* **15** (2): 70–7. PMID 17207624. doi:10.1016/j.tim.2006.12.004. hdl:1721.1/70041.
6. 1 2  Patel M, Jiang Q, Woodgate R, Cox MM, Goodman MF (xuño de 2010). "A new model for SOS-induced mutagenesis: how RecA protein activates DNA polymerase V". *Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology* **45** (3): 171–84. PMC 2874081. PMID 20441441. doi:10.3109/10409238.2010.480968.
7. 1 2  Yang W (maio de 2014). "An overview of Y-Family DNA polymerases and a case study of human DNA polymerase η". *Biochemistry* **53** (17): 2793–803. PMC 4018060. PMID 24716551. doi:10.1021/bi500019s.
8. 1 2 3  Fuchs RP, Fujii S (decembro de 2013). "Translesion DNA synthesis and mutagenesis in prokaryotes". *Cold Spring Harbor Perspectives in Biology* **5** (12): a012682. PMC 3839610. PMID 24296168. doi:10.1101/cshperspect.a012682.
9. ↑  Doles J, Oliver TG, Cameron ER, Hsu G, Jacks T, Walker GC, Hemann MT (novembro de 2010). "Suppression of Rev3, the catalytic subunit of Pol{zeta}, sensitizes drug-resistant lung tumors to chemotherapy". *Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America* **107** (48): 20786–91. PMC 2996428. PMID 21068376. doi:10.1073/pnas.1011409107.

### Ligazóns externas

* Relación de toda a información estrutural dispoñible en PDB para UniProt: *P0AG11* (E. coli Protein UmuD) en PDBe-KB.

|  |  |
| --- | --- |
| Control de autoridades | 
* Wd: Q22326847
* MAG: 2778388040

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Identificadores | 
* UMLS: C1167441

 |