Nucleas -egenskaper, struktur, typer og funksjoner

De Nucleas De er enzymer som er ansvarlige for nedbrytende nukleinsyrer. Dette oppnås ved hydrolyse av fosfodisterbindinger som holder nukleotider sammen. Av denne grunn er de også kjent i litteratur som fosfodiesterae. Disse enzymene finnes i nesten alle biologiske enheter og spiller grunnleggende roller i replikering, reparasjon og andre DNA -prosesser.

Generelt kan vi klassifisere dem avhengig av hvilken type nukleinsyrer som er delt: kjernen hvis underlag er RNA kalles ribonukleaser, og de av DNA er kjent som deoxyribonucleas. Det er noen ikke -spesifikke i stand til å nedbryte både DNA og RNA.

Phosphodiéster Link. Kilde: Xvazquez [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/]]

En annen mye brukt klassifisering avhenger av enzymhandlingen. Hvis det utfører arbeidet sitt gradvis, starter de med endene av nukleinsyrekjeden, kalles de eksonukleaser. I motsetning til dette, hvis bruddet oppstår på et indre punkt i kjeden, kalles de endonukleaser.

For øyeblikket er visse endonukleaser mye brukt i rekombinant DNA -teknologi i molekylære biologilaboratorier. Dette er uvurderlige verktøy for eksperimentell manipulering av nukleinsyrer.

[TOC]

Kjennetegn

Nukleas er biologiske molekyler av protein natur og med enzymatisk aktivitet. De er i stand til å hydrolysere koblinger som binder nukleotider i nukleinsyrer.

De handler gjennom en generell syre-base katalyse. Denne reaksjonen kan deles inn i tre grunnleggende trinn: det nukleofile angrepet, dannelsen av en negativt lastet mellomledd og som et siste trinn brøtning av lenken.

Det er en enzymtype som kalles polymerase, ansvarlig for å katalysere syntesen av både DNA (i replikasjon) og RNA (i transkripsjon). Noen typer polymeraser viser nukleaseaktivitet. Som polymeraser presenterer andre relaterte enzymer også denne aktiviteten.

Det kan tjene deg: homologe og analoge strukturer (med eksempler)

Struktur

Nucleas er et sett med ekstremt heterogene enzymer, der det er lite sammenheng mellom dens struktur og mekanisme for virkning. Det vil si at det er en drastisk variasjon mellom strukturen til disse enzymene, så vi kan ikke nevne noen struktur som er felles for dem alle.

Folkens

Det er flere typer nukleasas og også forskjellige systemer for å klassifisere dem. I denne artikkelen vil vi diskutere to hovedklassifiseringssystemer: i henhold til typen nukleinsyre de ødelegger og i henhold til formen for enzymangrep.

Hvis leseren er interessert, kan du søke en tredje mer omfattende klassifisering basert på funksjonen til hver nuklease (se Yang, 2011).

Det er nødvendig å nevne at det også er i disse nukleøse enzymatiske systemene som ikke er spesifikke for deres underlag og kan nedbryte begge typer nukleinsyrer.

I henhold til spesifisiteten til det brukt underlaget

Det er to typer nukleinsyrer som er praktisk talt allestedsnærværende for organiske vesener: deoksyribonukleinsyre, eller DNA, og ribonukleinsyre, RNA. Spesifikke enzymer i nedbrytende DNA kalles deoksyribonucleas, og RNA, ribonukleaser.

I følge angrepsform

Hvis nukleinsyrekjeden blir angrepet endolytisk, det vil si i indre regioner i kjeden, kalles enzymet endonuklease. Det alternative angrepet skjer gradvis gjennom en av endene av kjeden og enzymene som utfører det, er eksonukleasene. Handlingen til hvert enzym oversettes til forskjellige konsekvenser.

Ettersom eksonukleaser skiller trinn for trinn, er effekten på underlaget ikke veldig drastiske. Tvert imot er handlingen til endonukleasene mer uttalt, siden de kan dele kjeden på forskjellige punkter. Sistnevnte kan endre seg til viskositeten til DNA -løsningen.

Kan tjene deg: enkeltfiletisk gruppe

Exonucleas var avgjørende elementer for å belyse arten av lenken som holdt nukleotidene sammen.

Spesifisiteten til skjæringsstedet til endonukleasene varierer. Det er noen typer (for eksempel deoksyribonuklease I) enzym som kan skjære i uspesifikke steder, og generere relativt tilfeldige kutt med hensyn til sekvensen.

I motsetning har vi veldig spesifikke endonukleaser som bare kutter i visse sekvenser. Senere vil vi forklare hvordan molekylære biologer drar nytte av denne eiendommen.

Det er noen kjerner som kan handle både fra endo og eksonukleaser. Eksempel på dette er den så -kalt mikrokoniske nukleasen.

Funksjoner

Nucleasas katalyserer en serie uunnværlige reaksjoner for livet. Nukleaseaktivitet er et essensielt element av DNA -replikasjon, siden de hjelper til med å eliminere grunning eller først og delta i korreksjon av feil.

På denne måten er to prosesser like relevante som rekombinasjon og reparasjon av DNA mediert av nukleas.

Det bidrar også til å generere strukturelle endringer i DNA, for eksempel topoisomerisering og rekombinasjonsspesifikt sted. For at alle disse prosessene skal finne sted, er en midlertidig pause av fosfodiéster -koblingen nødvendig, laget av Nucleasas.

I RNA deltar også Nucleas i grunnleggende prosesser. For eksempel i modningen av messenger og i behandlingen av interferens RNA. På samme måte er de involvert i programmerte celledødprosesser eller apoptose.

I encellede organismer representerer Nucleas et forsvarssystem som lar dem fordøye eksternt DNA som kommer inn i cellen.

Bruksområder: Begrensningsenzymer

Molekylære biologer utnytter spesifisiteten til visse kjerner som kalles spesifikke restriksjonskjerner. Biologer hadde lagt merke til at bakterier var i stand til å fordøye det fremmede DNA som ble introdusert av laboratorieteknikker.

Det kan tjene deg: Flora og Fauna of Antarktis: Representative arter

Når de undersøkte mer i dette fenomenet, oppdaget forskere restriksjonskjerner: enzymer som kuttet DNA i visse nukleotidsekvenser. De er en slags "molekylær saks", og vi finner dem produsert for salg.

Bakterien DNA er "immun" for denne mekanismen, siden det er beskyttet av kjemiske modifikasjoner i sekvensene som fremmer nedbrytning. Hver art og bakteriestamme har sine spesifikke kjerner.

Disse molekylene er veldig nyttige, siden de sikrer at kuttet alltid vil bli utført på samme sted (fra 4 til 8 nukleotider i lengde). De gjelder i rekombinant DNA -teknologi.

Alternativt påvirker tilstedeværelsen av nukleasas i noen rutinemessige prosedyrer (for eksempel PCR). Av denne grunn er det i noen tilfeller nødvendig å anvende disse enzyminhibitorene.

Referanser

1. Brown, t. (2011). Introduksjon til genetikk: En molekylær tilnærming. Garland Science.
2. Davidson, J., & Adams, r. L. P. (1980). Biokjemi av Davidsons nukleinsyrer. Jeg snudde meg.
3. Nishino, t., & Morikawa, K. (2002). Struktur og funksjon av nukleaser i DNA -reparasjon: Form, grep og DNA -saksblad. Onkogen, tjueen(58), 9022.
4. Stoddard, f. L. (2005). Homing endonuklease struktur og funksjon. Kvartalsvise anmeldelser av biofysikk, 38(1), 49-95.
5. Yang, w. (2011). Nukleaser: Mangfold av struktur, funksjon og mekanisme. Kvartalsvise anmeldelser av biofysikk, 44(1), 1-93.