Exonukleasegenskaper, struktur och funktioner

De exonukleas De är en typ av nukleas som smälter nukleinsyror med en av deras fria ändar - antingen 3 'eller 5'. Resultatet är en progressiv matsmältning av genetiskt material som släpper nukleotider en efter en. Motsvarigheten till dessa enzymer är endonukleaser, som hydrolysera nukleinsyror i inre delar av kedjan.

Dessa enzymer verkar genom hydrolysen av fosfodiésterbindningarna i nukleotidkedjan. De deltar i upprätthållandet av genomstabilitet och flera aspekter av cellmetabolism.

Källa: Christopherrussell [CC BY-SA 3.0 (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/]]

Specifikt, både i prokaryot och eukaryota linjer Vi hittar olika typer av exonukleaser som deltar i replikering och reparation av DNA och i mognad och nedbrytning av RNA.

[TOC]

Egenskaper

Exonukleaserna är en typ av nukleas som hydrolyserar fosfodiésterbindningarna i nukleinsyrakedjorna gradvis av något av dess ändar, antingen 3 'eller 5'.

En fosfodiésterbindning bildas av den kovalenta korsningen mellan en hydroxylgrupp belägen i kol 3 'och en fosfatgrupp belägen i kol 5'. Unionen mellan båda kemiska grupperna översätter till en dubbelbindning av estertypen. Funktionen för exonukleaserna - och nukleas i allmänhet - är att bryta dessa kemiska länkar.

Det finns ett brett utbud av exonukleaser. Dessa enzymer kan använda DNA eller RNA som ett substrat, beroende på typen av nukleas. På liknande sätt kan molekylen vara i enkelt eller dubbelband.

Funktioner

En av de kritiska aspekterna för att hålla livet för en organisme under optimala förhållanden är genomens stabilitet. Lyckligtvis har det genetiska materialet en serie mycket effektiva mekanismer som tillåter dess reparation, i händelse av att påverkas.

Dessa mekanismer kräver kontrollerad nedbrytning av fosfodiésterbindningar, och som vi nämnde är nukleas de enzymer som uppfyller denna viktiga funktion.

Kan tjäna dig: Support: Egenskaper, funktioner och exempel

Polymeraserna är enzymer som finns i både eukaryoter och prokaryoter som deltar i syntesen av nukleinsyror. I bakterier har tre typer karakteriserats och i eukaryoter fem. I dessa enzymer är aktiviteten hos exonukleaser nödvändig för att uppfylla sina funktioner. Därefter får vi se hur de gör det.

Exonukleasaktivitet i bakterier

I bakterier har det tre polymeraset exonukleasaktivitet. Polymeras I har aktivitet i två riktningar: 5'-3 'och 3'-5', medan II och III endast presenterar aktivitet i 3'-5 'mening.

Aktivitet 5'-3 'tillåter enzymet att dra tillbaka först av RNA, tillsatt av ett enzym som kallas prima. Därefter kommer det skapade gapet att fyllas med nyligen syntetiserade nukleotider.

han först Det är en molekyl som bildas av några nukleotider som gör att vi kan starta aktiviteten av DNA -polymeras. Så du kommer alltid att vara närvarande vid replikeringshändelsen.

I händelse av att DNA -polymeraset tillsätt en nukleotid som inte motsvarar, kan korrigera det tack vare exonukleasens aktivitet.

Exonukleasaktivitet i eukaryoter

De fem polymeraserna i dessa organismer betecknas med grekiska bokstäver. Endast Gamma, Delta och Epsilon presenterar exonukleasaktivitet, allt i 3'-5 'riktning.

Gamma -polymeras -DNA är relaterat till replikering av mitokondriellt DNA, medan de återstående två deltar i replikationen av det genetiska materialet beläget i kärnan och i reparationen av samma.

Degradering

Exonukleaser är viktiga enzymer för att eliminera vissa nukleinsyramolekyler som inte längre är nödvändiga för kroppen.

I vissa fall bör cellen förhindra verkan av dessa enzymer från att påverka nukleinsyror som bör bevaras.

Till exempel läggs en "huva" till i messenger -RNA. Detta består av metylering av en terminal guanin och två enheter av ribosa. Det tros att funktionen av Caperuza är skyddet av DNA mot verkan av exonukleas 5 '.

Det kan tjäna dig: Marine Meadow: Vad är, egenskaper, flora, fauna

Exempel

En av ex -mordomarna. Detta enzym finns i olika DNA -reparationsvägar. Det är relevant för underhåll av telomerer.

Detta exonukleas tillåter arrangemanget av luckorna i båda kedjorna, som, i fall av att inte repareras, kan leda till kromosomala omskrivningar eller borttagningar som översätter till en patient med cancer eller för tidig åldrande.

Ansökningar

Vissa exonukleas är för kommersiellt bruk. Till exempel exonukleas I som tillåter nedbrytning av Primrar i Simple Band (kan inte försämra dubbelbandsubstrat), exonukleas III används för platsriktad mutagenes och tidigare Lambda-exonukleas kan användas för avlägsnande av en nukleotid belägen vid 5'-änden av ett dubbelband-DNA.

Historiskt bestämde exonukleaser element i processen att belysa naturen på länkarna som hölls tillsammans med de strukturella blocken av nukleinsyror: nukleotider.

I vissa gamla sekvenseringstekniker kopplades dessutom exonukleaserna med användningen av masspektrometri.

Eftersom produkten från exonukleaset är den progressiva frisättningen av oligonukleotider, representerade den ett bekvämt verktyg för analys av sekvensen. Även om metoden inte fungerade särskilt bra, var det användbart för korta sekvenser.

På detta sätt anses exonukleaser vara mycket flexibla och ovärderliga verktyg i laboratoriet för manipulation av nukleinsyror.

Strukturera

Exonukleaserna har en extremt varierad struktur, så det är inte möjligt att generalisera deras egenskaper. Detsamma kan extrapoleras för de olika typerna av nukleas som vi hittar i levande organismer. Därför kommer vi att beskriva strukturen för ett punktligt enzym.

Exonukleas I (exoi) taget från modellorganismen Escherichia coli Det är ett monomerat enzym, involverat i rekombinationen och reparationen av genetiskt material. Tack vare tillämpningen av kristallografiska tekniker var det möjligt att illustrera dess struktur.

Det kan tjäna dig: gametoogenesis

Förutom exonukleasdomänen i polymeras inkluderar enzymet andra domäner som kallas SH3. De tre regionerna kombineras så att de bildar ett slags C, även om vissa segment gör enzymet liknar en eller.

Referenser

1. Breyer, w. TILL., & Matthews, f. W. (2000). Strukturen av Escherichia coli exonukleas Jag föreslår hur processiviteten uppnås. Nature Structural & Molecular Biology, 7(12), 1125.
2. Brun, t. (2011). Introduktion till genetik: En molekylär strategi. Kransvetenskap.
3. Davidson, J., & Adams, r. L. P. (1980). Biokemi av Davidsons nukleinsyror. Jag reverserade.
4. Hsiao och. OCH., Duh och., Chen och. P., Wang och. T., & Yuan, h. S. (2012). Hur ett exonukleas du bestämmer var du ska stanna vid trimning av nukleinsyror: kristallstrukturer av RNase T-produktkomplex. Nukleinsyror forskning, 40(16), 8144-8154.
5. Khare, v., & Eckert, K. TILL. (2002). Den korrekturläsning 3 '→ 5' exonukleasaktivitet av DNA -polymeraser: en kinetisk barriär mot translesion -DNA -syntes. Mutationsforskning/grundläggande och molekylära mekanismer för mutagesis, 510(1-2), 45-54.
6. Kolodner, r. D., & Marsischky, g. T. (1999). Eukaryot DNA -missanpassningsreparation. Nuvarande åsikt inom genetik och utveckling, 9(1), 89-96.
7. Nishino, t., & Morikawa, K. (2002). Struktur och funktion av nukleaser i DNA -reparation: form, grepp och blad av DNA -saxen. Onkogen, tjugoett(58), 9022.
8. Orans, J., McSweeney, E. TILL., Iyer, r. R., Hast, m. TILL., Hellinga, h. W., Modrich, s., & Beese, L. S. (2011). Strukturer av humana exonukleas 1 DNA -komplex antyder för enhetlig mekanism för nukleasfamiljen. Cell, 145(2), 212-223.
9. Yang, w. (2011). Nukleaser: Mångfald av struktur, funktion och mekanism. Kvartalsvis recensioner av biofysik, 44(1), 1-93.