Nucleas -egenskaper, struktur, typer och funktioner

De Nukleas De är enzymer som ansvarar för att förnedra nukleinsyror. Detta uppnås genom hydrolys av fosfodiésterbindningar som håller nukleotider tillsammans. Av denna anledning är de också kända i litteraturen som fosfodiesterae. Dessa enzymer finns i nästan alla biologiska enheter och spelar grundläggande roller i replikering, reparation och andra DNA -processer.

I allmänhet kan vi klassificera dem beroende på vilken typ av nukleinsyror som är uppdelade: nukleas vars substrat är RNA kallas ribonukleaser, och DNA är kända som deoxyribonukleas. Det finns några icke -specifika kapabla att förnedra både DNA och RNA.

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

En annan allmänt använt klassificering beror på enzymverkan. Om det utför sitt arbete gradvis, börjar med slutarna på nukleinsyrakedjan, kallas de exonukleaser. Däremot, om pausen inträffar vid en inre punkt i kedjan kallas de endonukleaser.

För närvarande används vissa endonukleaser allmänt i rekombinant DNA -teknik inom molekylärbiologiska laboratorier. Dessa är ovärderliga verktyg för experimentell manipulation av nukleinsyror.

[TOC]

Egenskaper

Nucleas är biologiska molekyler av proteinnatur och med enzymatisk aktivitet. De kan hydrolysera länkar som binder nukleotider i nukleinsyror.

De verkar genom en allmän syra-baskatalys. Denna reaktion kan delas upp i tre grundläggande steg: den nukleofila attacken, bildningen av en negativt laddad mellanhand och som ett sista steg brytningen av länken.

Det finns en enzymtyp som kallas polymeras, ansvarig för att katalysera syntesen av både DNA (i replikering) och RNA (i transkription). Vissa typer av polymeraser uppvisar nukleasaktivitet. Liksom polymeraser presenterar andra relaterade enzymer också denna aktivitet.

Det kan tjäna dig: homologa och analoga strukturer (med exempel)

Strukturera

Nucleas är en uppsättning extremt heterogena enzymer, där det finns liten relation mellan dess struktur och verkningsmekanism. Det vill säga, det finns en drastisk variation mellan strukturen hos dessa enzymer, så vi kan inte nämna någon struktur som är gemensam för dem alla.

Grabbar

Det finns flera typer av nukleasas och också olika system för att klassificera dem. I den här artikeln kommer vi att diskutera två huvudklassificeringssystem: enligt vilken typ av nukleinsyra de försämrar och enligt formen av enzymattack.

Om läsaren är intresserad kan du söka en tredjedel mer omfattande klassificering baserad på funktionen för varje nukleas (se Yang, 2011).

Det är nödvändigt att nämna att det också finns i dessa nukleösa enzymatiska system som inte är specifika för deras substrat och kan försämra båda typerna av nukleinsyror.

Enligt specificiteten för det använda substratet

Det finns två typer av nukleinsyror som är praktiskt taget allestädes närvarande för organiska varelser: deoxyribonukleinsyra, eller DNA och ribonukleinsyra, RNA. Specifika enzymer i nedbrytande DNA kallas deoxyribonukleas och RNA, ribonukleaser.

Enligt attackformen

Om nukleinsyrakedjan attackeras endolytiskt, det vill säga i inre regioner i kedjan kallas enzymet endonukleas. Den alternativa attacken sker gradvis genom en av kedjans ändar och enzymerna som utför den är exonukleaserna. Åtgärden för varje enzym översätts till olika konsekvenser.

Eftersom exonukleaser separerar steg för steg är effekterna på underlaget inte särskilt drastiska. Tvärtom, Endonukleasens verkan är mer uttalad, eftersom de kan dela kedjan på olika punkter. Det senare kan förändras tills DNA -lösningens viskositet.

Kan tjäna dig: Single -filetisk grupp

Exonukleas var avgörande element för att belysa naturen på länken som höll nukleotiderna ihop.

Specificiteten för skärplatsen för endonukleaserna varierar. Det finns vissa typer (som deoxyribonukleas I) enzym som kan skära in på ospecifika platser, vilket genererar relativt slumpmässiga snitt med avseende på sekvensen.

Till skillnad från har vi mycket specifika endonukleaser som bara skär i vissa sekvenser. Senare kommer vi att förklara hur molekylärbiologer utnyttjar den här egenskapen.

Det finns några nukleas som kan agera både från endo och exonukleaser. Exempel på detta är den så kallade mikrokoniska nukleaset.

Funktioner

Nucleasas katalyserar en serie oumbärliga reaktioner för livet. Nukleasaktivitet är ett väsentligt element i DNA -replikation, eftersom de hjälper eliminering av primern eller först och delta i korrigering av fel.

På detta sätt förmedlas två processer som är så relevanta som rekombination och reparation av DNA av NuceAs.

Det bidrar också till att generera strukturella förändringar i DNA, såsom topoisomerisering och rekombinationsspecifik plats. För att alla dessa processer ska äga rum är en tillfällig avbrott av fosfodiésterlänken nödvändig, tillverkad av Nucleasas.

I RNA deltar nuKleas också i grundläggande processer. Till exempel i mognad av budbäraren och vid behandlingen av störningar RNA. På samma sätt är de involverade i programmerade celldödsprocesser eller apoptos.

I encelliga organismer representerar Nucleas ett försvarssystem som gör att de kan smälta externt DNA som kommer in i cellen.

Applikationer: Begränsningsenzymer

Molekylärbiologer drar nytta av specificiteten för vissa nukleas som kallas specifika restriktion nucleas. Biologer hade märkt att bakterier kunde smälta det främmande DNA som introducerades av laboratorietekniker.

Det kan tjäna dig: Flora och fauna från Antarktis: Representativa arter

Vid undersökning mer i detta fenomen upptäckte forskare begränsningskärnor: enzymer som skar DNA i vissa nukleotidsekvenser. De är en slags "molekylär sax" och vi finner dem producerade till salu.

Bakterierna är "immun" mot denna mekanism, eftersom det är skyddat av kemiska modifieringar i sekvenserna som främjar nedbrytning. Varje art och bakteriestam har sina specifika nukleas.

Dessa molekyler är mycket användbara, eftersom de säkerställer att snittet alltid kommer att utföras på samma ställe (från 4 till 8 nukleotider i längd). De gäller i rekombinant DNA -teknik.

Alternativt påverkar närvaron av nukleasas i vissa rutinmässiga procedurer processen negativt, eftersom de smälter materialet som kräver att analyseras. Av denna anledning är det i vissa fall nödvändigt att tillämpa dessa enzymerinhibitorer.

Referenser

1. Brun, t. (2011). Introduktion till genetik: En molekylär strategi. Kransvetenskap.
2. Davidson, J., & Adams, r. L. P. (1980). Biokemi av Davidsons nukleinsyror. Jag reverserade.
3. Nishino, t., & Morikawa, K. (2002). Struktur och funktion av nukleaser i DNA -reparation: form, grepp och blad av DNA -saxen. Onkogen, tjugoett(58), 9022.
4. Stoddard, b. L. (2005). Homing endonukleasstruktur och funktion. Kvartalsvis recensioner av biofysik, 38(1), 49-95.
5. Yang, w. (2011). Nukleaser: Mångfald av struktur, funktion och mekanism. Kvartalsvis recensioner av biofysik, 44(1), 1-93.