Plik egzonukleazy Są rodzajem nukleaz, które trawią kwasy nukleinowe na jednym z ich wolnych końców - 3 'lub 5'. Rezultatem jest postępujące trawienie materiału genetycznego, uwalniające jeden po drugim nukleotydy. Odpowiednikiem tych enzymów są endonukleazy, które hydrolizują kwasy nukleinowe w wewnętrznych odcinkach łańcucha..
Enzymy te działają poprzez hydrolizę wiązań fosfodiestrowych łańcucha nukleotydowego. Uczestniczą w utrzymaniu stabilności genomu oraz w różnych aspektach metabolizmu komórkowego.
W szczególności, zarówno w liniach prokariotycznych, jak i eukariotycznych znajdujemy różne typy egzonukleaz, które uczestniczą w replikacji i naprawie DNA oraz w dojrzewaniu i degradacji RNA..
Indeks artykułów
Egzonukleazy to rodzaj nukleaz, które hydrolizują wiązania fosfodiestrowe łańcuchów kwasu nukleinowego stopniowo na jednym z ich końców, 3 'lub 5'.
Wiązanie fosfodiestrowe jest utworzone przez wiązanie kowalencyjne między grupą hydroksylową znajdującą się przy węglu 3 'a grupą fosforanową znajdującą się przy węglu 5'. Połączenie obu grup chemicznych skutkuje podwójnym wiązaniem typu estrowego. Funkcją egzonukleaz - i ogólnie nukleaz - jest rozerwanie tych wiązań chemicznych.
Istnieje wiele różnych egzonukleaz. Te enzymy mogą wykorzystywać DNA lub RNA jako substrat, w zależności od rodzaju nukleazy. W ten sam sposób cząsteczka może być jedno- lub dwupasmowa.
Jednym z krytycznych aspektów utrzymania życia organizmu w optymalnych warunkach jest stabilność genomu. Na szczęście materiał genetyczny posiada szereg bardzo skutecznych mechanizmów, które pozwalają na jego naprawę w przypadku zaatakowania..
Mechanizmy te wymagają kontrolowanego zrywania wiązań fosfodiestrowych, a jak wspomniano, nukleazy są enzymami, które spełniają tę żywotną funkcję..
Polimerazy to enzymy obecne zarówno u eukariontów, jak i prokariotów, które uczestniczą w syntezie kwasów nukleinowych. W bakteriach scharakteryzowano trzy typy, a u eukariontów pięć. W przypadku tych enzymów aktywność egzonukleazy jest niezbędna do spełnienia ich funkcji. Następnie zobaczymy, jak to robią.
U bakterii wszystkie trzy polimerazy mają aktywność egzonukleazy. Polimeraza I ma aktywność w dwóch kierunkach: 5'-3 'i 3'-5', podczas gdy II i III wykazują aktywność tylko w kierunku 3'-5 '.
Aktywność 5'-3 'pozwala enzymowi usunąć pierwszy RNA, dodawane przez enzym zwany prymazą. Następnie utworzona luka zostanie wypełniona nowo zsyntetyzowanymi nukleotydami..
Plik pierwszy Jest to cząsteczka złożona z kilku nukleotydów, która umożliwia rozpoczęcie aktywności polimerazy DNA. Dlatego zawsze będzie obecny podczas replikacji.
W przypadku, gdy polimeraza DNA dodaje nukleotyd, który nie odpowiada, może to poprawić dzięki aktywności egzonukleazy.
Pięć polimeraz w tych organizmach oznaczono greckimi literami. Tylko gamma, delta i epsilon wykazują aktywność egzonukleazy, wszystkie w kierunku 3'-5 '.
Polimeraza gamma DNA związana jest z replikacją mitochondrialnego DNA, pozostałe dwie uczestniczą w replikacji materiału genetycznego znajdującego się w jądrze i jego naprawie..
Egzonukleazy to kluczowe enzymy w eliminowaniu pewnych cząsteczek kwasu nukleinowego, które nie są już potrzebne organizmowi..
W niektórych przypadkach komórka musi zapobiegać wpływowi tych enzymów na kwasy nukleinowe, które muszą być konserwowane.
Na przykład „czapeczka” jest dodawana do informacyjnego RNA. Obejmuje to metylację końcowej guaniny i dwóch jednostek rybozy. Uważa się, że funkcją czapki jest ochrona DNA przed działaniem egzonukleazy 5 '.
Jedną z egzonukleaz niezbędnych do utrzymania stabilności genetycznej jest ludzka egzonukleaza I, w skrócie hExo1. Enzym ten znajduje się na różnych szlakach naprawy DNA. Ma to znaczenie dla utrzymania telomerów.
Ta egzonukleaza umożliwia naprawę luk w obu łańcuchach, które, jeśli nie zostaną naprawione, mogą prowadzić do rearanżacji lub delecji chromosomów, co skutkuje u pacjenta z rakiem lub przedwczesnym starzeniem się.
Niektóre egzonukleazy są w użyciu komercyjnym. Na przykład egzonukleaza I, która umożliwia degradację podkłady w jednopasmowy (nie może degradować substratów dwupasmowych), egzonukleaza III jest używana do mutagenezy ukierunkowanej, a egzonukleaza lambda może być używana do usuwania nukleotydu znajdującego się na końcu 5 'dwupasmowego DNA.
Historycznie rzecz biorąc, egzonukleazy determinowały elementy w procesie wyjaśniania natury wiązań, które utrzymywały razem elementy budulcowe kwasów nukleinowych: nukleotydy..
Ponadto w niektórych starych technikach sekwencjonowania działanie egzonukleaz było sprzężone z wykorzystaniem spektrometrii mas..
Ponieważ produktem egzonukleazy jest progresywne uwalnianie oligonukleotydów, stanowiło wygodne narzędzie do analizy sekwencji. Chociaż metoda nie działała zbyt dobrze, była przydatna w przypadku krótkich sekwencji.
W ten sposób egzonukleazy są uważane za bardzo elastyczne i nieocenione narzędzia laboratoryjne do manipulacji kwasami nukleinowymi..
Egzonukleazy mają niezwykle zróżnicowaną strukturę, więc nie jest możliwe uogólnienie ich właściwości. To samo można ekstrapolować dla różnych typów nukleaz, które znajdujemy w żywych organizmach. Dlatego opiszemy strukturę konkretnego enzymu.
Egzonukleaza I (ExoI) pobrana z organizmu modelowego Escherichia coli jest enzymem monomerycznym biorącym udział w rekombinacji i naprawie materiału genetycznego. Dzięki zastosowaniu technik krystalograficznych zilustrowano jego strukturę.
Oprócz domeny egzonukleazy polimerazy enzym zawiera inne domeny zwane SH3. Te trzy regiony łączą się, tworząc rodzaj C, chociaż niektóre segmenty sprawiają, że enzym wygląda podobnie do O.
Jeszcze bez komentarzy