De nukleaser De er enzymer som er ansvarlige for nedbrytende nukleinsyrer. De gjør dette ved hydrolyse av fosfodiesterbindinger som holder nukleotider sammen. Av denne grunn er de også kjent i litteraturen som fosfodiesteraser. Disse enzymene finnes i nesten alle biologiske enheter og spiller grunnleggende roller i DNA-replikering, reparasjon og andre prosesser..
På en generell måte kan vi klassifisere dem avhengig av hvilken type nukleinsyrer de spalter: nukleaser hvis substrat er RNA kalles ribonukleaser, og de av DNA er kjent som deoksyribonukleaser. Det er noen uspesifikke som er i stand til å nedbryte både DNA og RNA.
En annen mye brukt klassifisering avhenger av enzymets virkning. Hvis det gjør jobben sin gradvis, og starter ved endene av nukleinsyrekjeden, kalles de eksonukleaser. I motsetning til dette, hvis bruddet skjer på et indre punkt i kjeden, kalles de endonukleaser..
For tiden er visse endonukleaser mye brukt i rekombinant DNA-teknologi i molekylærbiologilaboratorier. Dette er uvurderlige verktøy for eksperimentell manipulering av nukleinsyrer..
Artikkelindeks
Nukleaser er biologiske molekyler av protein karakter og med enzymatisk aktivitet. De er i stand til å hydrolysere bindingene som forbinder nukleotider i nukleinsyrer.
De virker gjennom en generell syrebasekatalyse. Denne reaksjonen kan deles inn i tre grunnleggende trinn: det nukleofile angrepet, dannelsen av et negativt ladet mellomprodukt og som et siste trinn brytningen av bindingen..
Det er en type enzym som kalles polymeraser, som er ansvarlig for å katalysere syntesen av både DNA (i replikasjon) og RNA (i transkripsjon). Noen typer polymeraser viser nukleaseaktivitet. I likhet med polymeraser, viser andre relaterte enzymer også denne aktiviteten..
Nukleaser er et ekstremt heterogent sett av enzymer, der det er lite forhold mellom deres struktur og virkningsmekanisme. 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..
Det er flere typer nukleaser og også forskjellige systemer for å klassifisere dem. I denne artikkelen vil vi diskutere to hovedklassifiseringssystemer: i henhold til typen nukleinsyre de brytes ned og i henhold til måten enzymet blir angrepet på..
Hvis leseren er interessert, kan de se etter en tredje mer omfattende klassifisering basert på funksjonen til hver nuklease (se Yang, 2011)..
Det er nødvendig å nevne at nukleaser også eksisterer i disse enzymsystemene som ikke er spesifikke for substratet og kan nedbryte begge typer nukleinsyrer..
Det er to typer nukleinsyrer som er praktisk talt allestedsnærværende for organiske vesener: deoksyribonukleinsyre, eller DNA, og ribonukleinsyre, RNA. De spesifikke enzymene som nedbryter DNA kalles deoksyribonukleaser, og RNA, ribonukleaser.
Hvis nukleinsyrekjeden angripes endolytisk, det vil si i indre områder av kjeden, kalles enzymet en endonuklease. Det alternative angrepet skjer gradvis i den ene enden av kjeden, og enzymene som utfører det er exonukleaser. Virkningen av hvert enzym resulterer i forskjellige konsekvenser.
Ettersom eksonukleaser skiller nukleotider trinn for trinn, er ikke effekten på substratet veldig drastisk. Tvert imot er virkningen av endonukleaser mer uttalt, siden de kan spalte kjeden på forskjellige punkter. Sistnevnte kan endre selv viskositeten til DNA-løsningen.
Eksonukleaser var avgjørende elementer for å belyse naturen til bindingen som holdt nukleotidene sammen.
Spesifisiteten til spaltningsstedet for endonukleasen varierer. Det er noen typer (for eksempel deoksyribonuklease I-enzymet) som kan kutte på ikke-spesifikke steder, og generere relativt tilfeldige kutt med hensyn til sekvensen.
Derimot har vi veldig spesifikke endonukleaser som bare kutter i bestemte sekvenser. Senere vil vi forklare hvordan molekylærbiologer utnytter denne egenskapen.
Det er noen nukleaser som kan fungere som både endo- og exonukleaser. Et eksempel på dette er den såkalte mikrokoniske nukleasen.
Nukleaser katalyserer en rekke reaksjoner som er viktige for livet. Nukleaseaktivitet er et essensielt element i DNA-replikasjon, siden de hjelper til med å fjerne primeren eller først og delta i korrigering av feil.
På denne måten medieres to viktige prosesser som rekombinasjon og DNA-reparasjon av nukleaser..
Det bidrar også til å generere strukturelle endringer i DNA, som topoisomerisering og stedsspesifikk rekombinasjon. For at alle disse prosessene skal finne sted, er en midlertidig nedbrytning av fosfodiesterbindingen nødvendig, utført av nukleaser.
I RNA deltar nukleaser også i grunnleggende prosesser. For eksempel i modningen av budbringeren og i behandlingen av forstyrrende RNA. På samme måte er de involvert i prosessene med programmert celledød eller apoptose..
I encellede organismer representerer nukleaser et forsvarssystem som lar dem fordøye fremmed DNA som kommer inn i cellen.
Molekylærbiologer utnytter spesifisiteten til visse nukleaser som kalles spesifikke restriksjonsnukleaser. Biologer hadde lagt merke til at bakterier var i stand til å fordøye fremmed DNA som ble introdusert gjennom teknikker i laboratoriet.
Ved å grave dypere inn i dette fenomenet oppdaget forskere restriksjonsnukleaser - enzymer som kutter DNA ved visse nukleotidsekvenser. De er en slags "molekylær saks", og vi finner dem produsert for salg.
Bakterie-DNA er "immun" mot denne mekanismen, siden det er beskyttet av kjemiske modifikasjoner i sekvensene som fremmer nedbrytning. Hver art og bakteriestamme har sine spesifikke nukleaser.
Disse molekylene er veldig nyttige, siden de sørger for at kuttet alltid blir gjort på samme sted (4 til 8 nukleotider i lengde). De brukes i rekombinant DNA-teknologi.
Alternativt, i noen rutinemessige prosedyrer (for eksempel PCR), påvirker tilstedeværelsen av nukleaser prosessen negativt, siden de fordøyer materialet som må analyseres. Av denne grunn er det i noen tilfeller nødvendig å bruke hemmere av disse enzymene..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.