The exonukleázy Jedná se o typ nukleáz, které štěpí nukleové kyseliny na jednom ze svých volných konců - buď 3 'nebo 5'. Výsledkem je postupné trávení genetického materiálu a uvolňování nukleotidů jeden po druhém. Protějškem těchto enzymů jsou endonukleázy, které hydrolyzují nukleové kyseliny ve vnitřních částech řetězce..
Tyto enzymy působí hydrolýzou fosfodiesterových vazeb nukleotidového řetězce. Podílejí se na udržování stability genomu a na různých aspektech buněčného metabolismu.
Konkrétně v prokaryotických i eukaryotických liniích nacházíme různé typy exonukleáz, které se účastní replikace a opravy DNA a zrání a degradace RNA..
Rejstřík článků
Exonukleázy jsou typem nukleáz, které hydrolyzují fosfodiesterové vazby řetězců nukleových kyselin postupně na jednom ze svých konců, buď 3 'nebo 5'.
Fosfodiesterová vazba je tvořena kovalentní vazbou mezi hydroxylovou skupinou umístěnou na 3 'uhlíku a fosfátovou skupinou umístěnou na 5' uhlíku. Spojení mezi oběma chemickými skupinami vede k dvojné vazbě typu esteru. Funkcí exonukleáz - a nukleáz obecně - je rozbít tyto chemické vazby.
Existuje velké množství exonukleáz. Tyto enzymy mohou používat DNA nebo RNA jako substrát, v závislosti na typu nukleázy. Stejným způsobem může být molekula v jednoduchém nebo dvojitém pásu.
Jedním z kritických aspektů pro udržení života organismu v optimálních podmínkách je stabilita genomu. Naštěstí má genetický materiál řadu velmi účinných mechanismů, které umožňují jeho opravu v případě zasažení..
Tyto mechanismy vyžadují kontrolované rozbíjení fosfodiesterových vazeb a jak již bylo zmíněno, nukleázy jsou enzymy, které plní tuto životně důležitou funkci..
Polymerázy jsou enzymy přítomné v eukaryotech i prokaryotech, které se účastní syntézy nukleových kyselin. U bakterií byly charakterizovány tři typy a u eukaryot pět. V těchto enzymech je aktivita exonukleázy nezbytná ke splnění jejich funkcí. Dále uvidíme, jak to dělají.
V bakteriích mají všechny tři polymerázy aktivitu exonukleázy. Polymeráza I má aktivitu ve dvou směrech: 5'-3 'a 3'-5', zatímco II a III vykazují aktivitu pouze ve směru 3'-5 '.
Aktivita 5'-3 'umožňuje enzymu odstranit První RNA, přidané enzymem nazývaným primáza. Následně bude vytvořená mezera vyplněna nově syntetizovanými nukleotidy..
The První Je to molekula složená z několika nukleotidů, která umožňuje zahájit aktivitu DNA polymerázy. Takže bude vždy přítomen na replikační akci.
V případě, že DNA polymeráza přidá nukleotid, který neodpovídá, může jej opravit díky aktivitě exonukleázy.
Pět polymeráz v těchto organismech se označuje řeckými písmeny. Pouze gama, delta a epsilon vykazují aktivitu exonukleázy, vše ve směru 3'-5 '.
Gama DNA polymeráza souvisí s replikací mitochondriální DNA, zatímco zbývající dva se podílejí na replikaci genetického materiálu umístěného v jádru a na jeho opravě..
Exonukleázy jsou klíčové enzymy při eliminaci určitých molekul nukleových kyselin, které tělo již nepotřebuje..
V některých případech musí buňka zabránit působení těchto enzymů ovlivňovat nukleové kyseliny, které musí být konzervovány.
Například „čepička“ je přidána do messengerové RNA. To sestává z methylace terminálního guaninu a dvou ribózových jednotek. Předpokládá se, že funkcí víčka je ochrana DNA před působením 5 'exonukleázy.
Jednou ze základních exonukleáz pro udržení genetické stability je lidská exonukleáza I, zkráceně hExo1. Tento enzym se nachází v různých opravných drahách DNA. Je relevantní pro udržení telomer.
Tato exonukleáza umožňuje opravu mezer v obou řetězcích, která, pokud není opravena, může vést k chromozomálním přeskupením nebo delecím, které vedou k pacientovi s rakovinou nebo předčasným stárnutím.
Některé exonukleázy jsou komerčně využívány. Například exonukleáza I, která umožňuje degradaci primery v jednopásmový (nemůže degradovat dvoupásmové substráty), exonukleáza III se používá pro místně řízenou mutagenezi a lambda exonukleáza se může použít pro odstranění nukleotidu umístěného na 5 'konci dvoupásmové DNA.
Historicky byly exonukleázy určujícími prvky v procesu objasňování povahy vazeb, které držely stavební kameny nukleových kyselin pohromadě: nukleotidů..
Kromě toho byla v některých starých technikách sekvenování akce exonukleáz spojena s použitím hmotnostní spektrometrie..
Protože produktem exonukleázy je progresivní uvolňování oligonukleotidů, představoval vhodný nástroj pro sekvenční analýzu. Ačkoli metoda nefungovala moc dobře, byla užitečná pro krátké sekvence.
Tímto způsobem jsou exonukleázy považovány za velmi flexibilní a neocenitelné nástroje v laboratoři pro manipulaci s nukleovými kyselinami..
Exonukleázy mají extrémně rozmanitou strukturu, takže není možné zobecnit jejich vlastnosti. Totéž lze odvodit pro různé typy nukleáz, které najdeme v živých organismech. Proto popíšeme strukturu konkrétního enzymu.
Exonukleáza I (ExoI) odebraná z modelového organismu Escherichia coli je to monomerní enzym, který se podílí na rekombinaci a opravě genetického materiálu. Díky použití krystalografických technik byla ilustrována jeho struktura.
Kromě exonukleázové domény polymerázy obsahuje enzym další domény zvané SH3. Tyto tři oblasti se spojí a vytvoří druh C, ačkoli některé segmenty způsobují, že enzym vypadá podobně jako jeden O.
Zatím žádné komentáře