بولج

إنزيم بوليميراز الحمض النووي غاما (POLG أو POLG1) هو إنزيم يُشفَّر في الإنسان بواسطة جين POLG . ^{[ 5 ]} يتكون بوليميراز الحمض النووي للميتوكوندريا من ثلاثة وحدات فرعية غير متجانسة ، تتألف من وحدتين فرعيتين مساعدتين بالإضافة إلى وحدة فرعية محفزة. البروتين المُشفَّر بواسطة هذا الجين هو الوحدة الفرعية المحفزة لبوليميراز الحمض النووي للميتوكوندريا. تُعدّ العيوب في هذا الجين سببًا لمرض شلل العين الخارجي التدريجي المصحوب بحذف الحمض النووي للميتوكوندريا 1 (PEOA1)، واعتلال الأعصاب الحسي الرنحي المصحوب بعسر التلفظ وشلل العين (SANDO)، ومتلازمة ألبيرز-هاتنلوشر (AHS)، ومتلازمة اعتلال الدماغ العصبي المعدي المعوي الميتوكوندري (MNGIE). ^{[ 6 ]}

يقع جين POLG على الذراع الطويلة للكروموسوم 15 في الموضع 26.1، ويتكون من 23 إكسونًا . ينتج هذا الجين بروتينًا بوزن 140 كيلو دالتون، يتألف من 1239 حمضًا أمينيًا . ^{[ 7 ] [ 8 ]} يُعدّ POLG، وهو البروتين الذي يُشفّره هذا الجين، عضوًا في عائلة بوليميراز الحمض النووي من النوع A. وهو عبارة عن نواة ميتوكوندرية تحتوي على عامل مساعد Mg2+ ، وتتكون من 15 لفة، و52 شريط بيتا ، و39 حلزون ألفا . ^{[ 9 ] [ 10 ]} يحتوي POLG على سلسلة متعددة الجلوتامين بالقرب من طرفه الأميني ، والتي قد تكون متعددة الأشكال. وقد تم العثور على نوعين من النسخ الجينية لهذا الجين، يُشفّران نفس البروتين. ^{[ 6 ]}

يُعدّ POLG جينًا يُشفّر الوحدة الفرعية المحفزة لإنزيم بوليميراز الحمض النووي للميتوكوندريا ، والذي يُسمى بوليميراز الحمض النووي غاما. ^{[ 6 ]} تم استنساخ الحمض النووي التكميلي (cDNA) وجين POLG البشري وتحديد موقعهما على الشريط الكروموسومي 15q25. ^{[ 11 ]} في الخلايا حقيقية النواة ، يتضاعف الحمض النووي للميتوكوندريا بواسطة بوليميراز الحمض النووي غاما، وهو مُركّب بروتيني ثلاثي يتكون من وحدة فرعية محفزة، POLG، ووحدة فرعية مساعدة ثنائية بوزن 55 كيلو دالتون مُشفّرة بواسطة جين POLG2 . ^{[ 12 ]} تحتوي الوحدة الفرعية المحفزة على ثلاثة أنشطة إنزيمية: نشاط بوليميراز الحمض النووي، ونشاط إكسونيوكلياز 3'-5' الذي يُصحّح النيوكليوتيدات المُدمجة بشكل خاطئ، ونشاط لياز 5'-dRP اللازم لإصلاح استئصال القاعدة . يتم تنسيق نشاط إنزيم POLG مع نشاط إنزيم SSB في الميتوكوندريا أثناء تضاعف الحمض النووي. ^{[ 13 ]}

ترتبط الطفرات في جين POLG بالعديد من أمراض الميتوكوندريا ، بما في ذلك شلل العين الخارجي التدريجي المصاحب لحذف الحمض النووي للميتوكوندريا 1 (PEOA1)، واعتلال الأعصاب الحسي الرنحي المصحوب بعسر التلفظ وشلل العين (SANDO)، ومتلازمة ألبيرز-هاتنلوشر (AHS)، ومتلازمة اعتلال الدماغ العصبي المعدي المعوي الميتوكوندري (MNGIE). ^{[ 6 ]} كما رُبطت المتغيرات المسببة للأمراض باعتلال عضلي خلقي مميت، وانسداد معوي كاذب، وفشل كبدي مميت عند الرضع . ^{[ 14 ] [ 15 ]} يمكن الاطلاع على قائمة بجميع الطفرات المنشورة في منطقة ترميز جين POLG والأمراض المرتبطة بها في قاعدة بيانات طفرات بوليميراز غاما للحمض النووي البشري.

الفئران غير المتجانسة لطفرة Polg لا تستطيع سوى نسخ الحمض النووي للميتوكوندريا بشكل غير دقيق، مما يجعلها تحمل عبئًا طفريًا أعلى بـ 500 ضعف من الفئران الطبيعية. لا تُظهر هذه الفئران أي سمات واضحة للشيخوخة المتسارعة، مما يشير إلى أن طفرات الميتوكوندريا ليس لها دور سببي في الشيخوخة الطبيعية . ^{[ 16 ]}

ثبت أن لبروتين POLG خمسين تفاعلاً ثنائياً بين البروتينات، بما في ذلك 32 تفاعلاً مع معقدات مشتركة. ويبدو أن POLG يتفاعل مع POLG2 و Dlg4 و Tp53 و Sod2 . ^{[ 17 ]}

• الأمير فريدريك من لوكسمبورغ (2002-2025) ^{[ 18 ]}

• مدخل GeneReviews/NCBI/NIH/UW حول الاضطرابات المرتبطة بجين POLG

تتضمن هذه المقالة نصًا من المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ، وهو متاح للعموم .