The helikáza označuje skupinu enzymů proteinově hydrolytického typu, které jsou velmi důležité pro všechny živé organismy; nazývají se také motorické proteiny. Ty se pohybují v buněčné cytoplazmě a převádějí chemickou energii na mechanickou práci hydrolýzou ATP..
Jeho nejdůležitější funkcí je rozbít vodíkové vazby mezi dusíkatými bázemi nukleových kyselin, což umožňuje jejich replikaci. Je důležité zdůraznit, že helikázy jsou prakticky všudypřítomné, protože jsou přítomny ve virech, bakteriích a v eukaryotických organismech..
První z těchto proteinů nebo enzymů byl objeven v roce 1976 v bakteriích Escherichia coli; o dva roky později byla první helikáza objevena v eukaryotickém organismu, v rostlinách lilie.
V současné době byly proteiny helikázy charakterizovány ve všech přírodních říších včetně virů, což znamená, že o těchto hydrolytických enzymech, jejich funkcích v organismech a jejich mechanické roli byly získány rozsáhlé znalosti..
Rejstřík článků
Hellikázy jsou biologické nebo přírodní makromolekuly, které urychlují chemické reakce (enzymy). Vyznačují se hlavně separací chemických komplexů adenosintrifosfátu (ATP) hydrolýzou.
Tyto enzymy používají ATP k vazbě a remodelaci komplexů deoxyribonukleových kyselin (DNA) a ribonukleových kyselin (RNA)..
Existují alespoň 2 typy helikáz: DNA a RNA.
DNA helikázy působí při replikaci DNA a jsou charakterizovány separací dvouřetězcové DNA na jednotlivé řetězce.
Tyto enzymy působí při metabolických procesech ribonukleové kyseliny (RNA) a při množení, reprodukci nebo ribozomální biogenezi.
RNA helikáza je také klíčem v procesu předběžného sestřihu messengerové RNA (mRNA) a zahájení syntézy proteinů po transkripci DNA na RNA v buněčném jádru..
Tyto enzymy mohou být diferencovány podle jejich aminokyselinové sekvenční homologie k doméně aminokyseliny ATPázy nebo pomocí sdílených sekvenčních motivů. Podle klasifikace jsou seskupeny do 6 superrodin (SF 1-6):
Enzymy této nadčeledi mají translační polaritu 3'-5 'nebo 5'-3' a netvoří kruhové struktury..
Je známá jako největší skupina helikáz a skládá se hlavně z RNA helikáz. Mají translokační polaritu obecně 3'-5 'až na několik výjimek.
Mají devět motivů (z angličtiny motivy, který se překládá jako „opakující se prvky“) vysoce konzervovaných aminokyselinových sekvencí a podobně jako SF1 netvoří kruhové struktury.
Jsou to charakteristické helikázy virů a mají jedinečnou polaritu translokace 3'-5 '. Mají pouze čtyři vysoce konzervované sekvenční motivy a tvoří kruhové struktury nebo kruhy.
Poprvé byly popsány u bakterií a bakteriofágů. Jsou to skupina replikujících se nebo replikujících se helikáz.
Mají jedinečnou translační polaritu 5'-3 'a mají pět vysoce konzervovaných sekvenčních motivů. Tyto helikázy se vyznačují formováním prstenců.
Jsou to proteiny typu Rho faktoru. Helikázy superrodiny SF5 jsou charakteristické pro prokaryotické organismy a jsou závislé na hexamerní ATP. Má se za to, že úzce souvisí se SF4; navíc mají prstencové a neprstencové tvary.
Jsou to proteiny zjevně příbuzné superrodině SF3; SF6 však představují doménu proteinů ATPázy spojenou s různými buněčnými aktivitami (AAA proteiny), které nejsou přítomny v SF3.
Strukturálně mají všechny helikázy vysoce konzervované sekvenční motivy v přední části své primární struktury. Část molekuly má konkrétní aminokyselinové uspořádání, které závisí na specifické funkci každé helikázy..
Nejstrukturálněji studované helikózy jsou ty z nadrodiny SF1. Je známo, že tyto proteiny jsou seskupeny do 2 domén velmi podobných multifunkčním proteinům RecA a tyto domény tvoří mezi nimi kapsu vázající ATP..
Nekonzervované oblasti mohou představovat specifické domény typu rozpoznávání DNA, doménu pro lokalizaci buněk a protein-protein..
Funkce těchto proteinů závisí na důležité řadě faktorů, včetně stresu prostředí, buněčné linie, genetického pozadí a stadií buněčného cyklu..
Je známo, že helikázy SF1 DNA plní specifické funkce při opravě, replikaci, přenosu a rekombinaci DNA..
Oddělují vlákna dvojité šroubovice DNA a účastní se údržby telomer, opravy dvouřetězcových zlomů a odstraňování proteinů asociovaných s nukleovými kyselinami.
Jak již bylo zmíněno dříve, RNA helikázy jsou životně důležité ve velké většině metabolických procesů RNA a je také známo, že tyto proteiny se účastní detekce virové RNA..
Kromě toho působí v antivirové imunitní odpovědi, protože detekují cizí RNA nebo cizí tělo (u obratlovců).
Hellicasy pomáhají buňkám překonat endogenní a exogenní stres, vyhýbají se nestabilitě chromozomů a udržují buněčnou rovnováhu.
Selhání tohoto systému nebo homeostatické rovnováhy souvisí s genetickými mutacemi, které zahrnují geny kódující proteiny typu helikázy; z tohoto důvodu jsou předmětem biomedicínských a genetických studií.
Níže uvedeme některá onemocnění související s mutacemi v genech, které kódují DNA jako proteiny helikázového typu:
Jedná se o genetické onemocnění způsobené mutací genu nazývaného WRN, který kóduje helikázu. Mutantní helikáza nefunguje správně a způsobuje řadu nemocí, které společně tvoří Wernerův syndrom.
Hlavní charakteristikou těch, kteří trpí touto patologií, je jejich předčasné stárnutí. Aby se nemoc projevila, musí být mutovaný gen zděděn od obou rodičů; jeho výskyt je velmi nízký a neexistuje léčba jeho vyléčení.
Bloomův syndrom je genetické onemocnění vyplývající z mutace autozomálního genu nazývaného BLM, který kóduje protein helikázy. Vyskytuje se pouze u jedinců homozygotních pro tento znak (recesivní).
Hlavní charakteristikou tohoto vzácného onemocnění je přecitlivělost na sluneční světlo, která způsobuje kožní léze erytromatózní vyrážky. Léčba zatím neexistuje.
Je také známá jako vrozená atrofická poikiloderma. Jedná se o patologii velmi vzácného genetického původu: k dnešnímu dni je na celém světě popsáno méně než 300 případů.
Je to způsobeno mutací genu RECQ4, autozomálního a recesivního genu, který je umístěn na chromozomu 8.
Mezi příznaky nebo stavy tohoto syndromu patří juvenilní katarakta, abnormality kostního systému, depigmentace, kapilární dilatace a atrofie kůže (poikiloderma). V některých případech se může objevit hypertyreóza a nedostatek produkce testosteronu..
Zatím žádné komentáře