Eksonukleaasiominaisuudet, rakenne ja toiminnot

Se eksonuklea Ne ovat tyyppisiä nukloja, jotka sulattavat nukleiinihappoja yhdellä heidän vapaista päistään - joko 3 'tai 5'. Tuloksena on geneettisen materiaalin asteittainen pilkkominen, joka vapauttaa nukleotideja yksi kerrallaan. Näiden entsyymien vastine on endonukleaasit, jotka hydrolysoivat nukleiinihappoja ketjun sisäisissä osissa.

Nämä entsyymit vaikuttavat nukleotidiketjun fosfodiéster -sidosten hydrolyysiin. He osallistuvat genomin stabiilisuuden ylläpitämiseen ja solujen aineenvaihdunnan useisiin näkökohtiin.

Lähde: Christopherrussell [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/]]

Erityisesti sekä prokaryotin että eukaryoottisten linjojen löydämme erityyppisiä eksonukleaaseja, jotka osallistuvat DNA: n replikaatioon ja korjaamiseen sekä RNA: n kypsymiseen ja hajoamiseen.

[TOC]

Ominaisuudet

Eksonukleaasit ovat tyyppisiä nukloja, jotka hydrolysoivat nukleiinihappiketjujen fosfodiéster -sidoksia asteittain millä tahansa sen päällä, joko 3 'tai 5'.

Fosfodiéster -sidos muodostuu kovalenttisella liitoksella hiili 3 ': ssä sijaitsevan hydroksyyliryhmän ja hiilen 5' sijaitsevan fosfaattiryhmän välillä. Molempien kemiallisten ryhmien välinen liitto tarkoittaa esterityypin kaksoissidosta. Eksonukleaasien - ja yleensä nuklojen - tehtävänä on rikkoa nämä kemialliset yhteydet.

Exonukleaaseita on laaja valikoima. Nämä entsyymit voivat käyttää DNA: ta tai RNA: ta substraattina, riippuen nukleaasityypistä. Samoin molekyyli voi olla yksinkertaisella tai kaksoisnauhalla.

Funktiot

Yksi kriittisistä näkökohdista organismin elämän pitämiseksi optimaalisissa olosuhteissa on genomin stabiilisuus. Onneksi geneettisellä materiaalilla on sarja erittäin tehokkaita mekanismeja, jotka sallivat sen korjauksen, jos kyse on siitä.

Nämä mekanismit vaativat fosfodiéster -sidosten hallittua hajoamista, ja kuten mainitsimme, nukleat ovat entsyymejä, jotka täyttävät tämän elintärkeän toiminnon.

Voi palvella sinua: Tuki: Ominaisuudet, toiminnot ja esimerkit

Polymeraasit ovat entsyymejä, jotka ovat läsnä sekä eukaryooteissa että prokaryooteissa, jotka osallistuvat nukleiinihappojen synteesiin. Bakteereissa kolme tyyppiä on karakterisoitu ja eukaryooteissa viisi. Näissä entsyymeissä eksonukleaasien aktiivisuus on välttämätöntä niiden toimintojen suorittamiseksi. Seuraavaksi näemme kuinka he tekevät sen.

Eksonukleaasiaktiivisuus bakteereissa

Bakteereissa kolmella polymeraasilla on eksonukleaasiaktiivisuus. Polymeraasi I: llä on aktiivisuus kahteen suuntaan: 5'-3 'ja 3'-5', kun taas II ja III esiintyvät vain aktiivisuus 3'-5 'mielessä.

Aktiviteetti 5'-3 'sallii entsyymin peruuttaa ensimmäinen RNA: sta, lisätty prima -niminen entsyymi. Myöhemmin luotu aukko täytetään vasta syntetisoiduilla nukleotideilla.

Hän ensimmäinen Se on muutaman nukleotidien muodostama molekyyli, jonka avulla voimme aloittaa DNA -polymeraasin aktiivisuuden. Joten olet aina läsnä replikaatiotapahtumassa.

Jos DNA -polymeraasi lisää nukleotidin, joka ei vastaa, voi korjata sen eksonukleaasin aktiivisuuden ansiosta.

Eksonukleaasiaktiivisuus eukaryooteissa

Näiden organismien viisi polymeraasia merkitään kreikkalaisilla kirjaimilla. Vain gamma, delta ja Epsilon esiintyvät eksonukleaasiaktiivisuudessa, kaikki 3'-5 '-suunnassa.

Gammapolymeraasi -DNA liittyy mitokondriaalisen DNA: n replikaatioon, kun taas loput kaksi osallistuvat ytimessä sijaitsevan geneettisen materiaalin replikaatioon ja saman korjaukseen.

Heikkeneminen

Eksonukleaasit ovat keskeisiä entsyymejä tiettyjen nukleiinihappomolekyylien eliminoinnissa, jotka eivät enää ole välttämättömiä keholle.

Joissakin tapauksissa solun tulisi estää näiden entsyymien vaikutusta vaikuttamaan nukleiinihappoihin, jotka tulisi säilyttää.

Esimerkiksi Messenger RNA: hon lisätään "huppu". Tämä koostuu terminaalisen guaniinin metylaatiosta ja kahdesta ribosan yksiköstä. Caperuzan toiminta on DNA: n suojelu eksonukleaasin vaikutuksesta 5 '.

Se voi palvella sinua: Marine Meadow: Mikä on, ominaisuudet, kasvisto, eläimistö

Esimerkit

Yksi entisen jakatentucaseusasista. Tämä entsyymi on erilaisissa DNA -korjausreitteissä. Se on merkityksellinen telomeerien ylläpitämisessä.

Tämä eksonukleaasi mahdollistaa aukkojen järjestelyn molemmissa ketjuissa, mikä voi korjata kromosomaalisia uudelleenkirjoituksia tai deleetioita, jotka kääntyvät potilaana, jolla on syöpä tai ennenaikainen ikääntyminen.

Sovellukset

Jotkut eksonukleat ovat kaupallisiin käyttöön. Esimerkiksi eksonukleaasi I, joka mahdollistaa Alukkeilla Yksinkertainen kaista (ei voi hajottaa kaksikaistaiset substraatit), eksonukleaasia III käytetään kohdennettuun mutageneesiin, ja entistä Lambda-eksonukleaasia voidaan käyttää kaksoisan DNA: n 5 '-päässä sijaitsevan nukleotidin poistamiseen kaksoisnäytteen 5' päässä.

Historiallisesti eksonukleaasit määrittivät elementtejä niiden linkkien luonteen selvittämisessä, jotka säilyivät yhdessä nukleiinihappojen rakenteellisten lohkojen kanssa: nukleotidit.

Lisäksi joissakin vanhoissa sekvensointitekniikoissa eksonukleaasien vaikutus yhdistettiin massaspektrometrian käyttöön.

Koska eksonukleaasin tuote on oligonukleotidien asteittainen vapautuminen, se edustaa kätevää työkalua sekvenssin analysointiin. Vaikka menetelmä ei toiminut kovin hyvin, se oli hyödyllinen lyhyissä sekvensseissä.

Tällä tavoin eksonukleageja pidetään laboratoriossa erittäin joustavina ja arvokkaina työkaluina nukleiinihappojen manipuloimiseksi.

Rakenne

Eksonukleaeilla on erittäin monipuolinen rakenne, joten niiden ominaisuuksia ei ole mahdollista yleistää. Sama voidaan ekstrapoloida erityyppisille nukleille, jotka löydämme elävistä organismeista. Siksi kuvaamme täsmällisen entsyymin rakennetta.

Exonukleaasi I (exoi) otettu malli -organismista Escherichia coli Se on monomeerinen entsyymi, joka osallistuu geneettisen materiaalin rekombinointiin ja korjaamiseen. Kristallografisten tekniikoiden soveltamisen ansiosta oli mahdollista havainnollistaa sen rakennetta.

Se voi palvella sinua: gametogeneesi

Polymeraasin eksonukleaasidomeenin lisäksi entsyymi sisältää muita sh3 -nimisiä domeeneja. Kolme aluetta yhdistetään siten, että ne muodostavat eräänlaisen c: n, vaikka jotkut segmentit tekevät entsyymistä samanlaisen kuin yksi tai.

Viitteet

1. Breyer, W. -Lla., & Matthews, b. W -. (2000). Rakenne Escherichia coli Exonukleaasi ehdotan, kuinka prosessiivisuus on särkyä. Luonnon rakenne- ja molekyylibiologia, 7(12), 1125.
2. Ruskea, t. (2011). Johdanto genetiikkaan: molekyylinen lähestymistapa. Garlantitiede.
3. Davidson, J., & Adams, R. Lens. P. (1980). Davidsonin nukleiinihappojen biokemia. Käännyin.
4. Hsiaoo, ja. JA., Duh, ja., Chen, ja. P., Wang, ja. T., & Yuan, H. S. (2012). Kuinka eksonukleaasi päätät, mistä pysähtyy nukleiinihappojen leikkaamiseen: RNaasi-T-tuotantokompleksien kiderakenteet. Nukleiinihappotutkimus, 40(16), 8144-8154.
5. Khare, V., & Eckert, K. -Lla. (2002). Oikoluku 3 '→ 5' DNA -polymeraasien eksonukleaasiaktiivisuus: Kineettinen este translesion -DNA -synteesille. Mutaatiotutkimus/mutaatiotutkimus/perustavanlaatuiset ja molekyylimekanismit, 510(1-2), 45-54.
6. Kolodner, r. D -d., & Marsischky, G. T. (1999). Eukaryoottinen DNA: n epäsuhta korjaus. Nykyinen mielipide genetiikassa ja kehityksessä, 9(1), 89-96.
7. Nishino, t., & Morikawa, K. (2002). Nukleaasien rakenne ja toiminta DNA: n korjaamisessa: DNA -saksien muoto, tarttuminen ja terä. Onkogeeni, kaksikymmentäyksi(58), 9022.
8. Orans, J., McSweeney, E. -Lla., Iyer, r. R -., Hast, m. -Lla., Hellinga, h. W -., Modrich, P., & Beese, L. S. (2011). Ihmisen eksonukleaasi 1 -DNA -kompleksien rakenteet viittaavat yhtenäiselle mekanismille nukleaasiperheelle. Solu, 145(2), 212-223.
9. Yang, W. (2011). Nukleaasit: rakenteen, toiminnan ja mekanismin monimuotoisuus. Biofysiikan neljännesvuosittaiset arvostelut, 44(1), 1-93.