Helikaza

Korak 1 replikacije DNK, dekompresija s helikazo. Vir: Christinelmiller, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Kaj je helikaza?

The Helikaza Gre za encim, ki sodeluje v procesih podvajanja in razmnoževanja celic živih organizmov, tudi pri transkripciji, rekombinaciji in popravljanju DNK, pa tudi v biogenezi ribosoma. Je temeljni encim za vse te procese.

Njegova najpomembnejša funkcija je razbijanje vodikovih mostov med dušikovimi bazami nukleinskih kislin, s čimer omogočajo drugi encimi, da vstopijo in ponovijo zaporedje DNK. Pomembno je poudariti, da so helikoze praktično vseprisotne, saj so prisotne v virusih, bakterijah in evkariontskih organizmih.

Prvi od teh beljakovin ali encimov so odkrili leta 1976 v bakterijah Escherichia coli. Dve leti pozneje so v evkariontskem organizmu odkrili prvo helikazo, v rastlinah lilij.

Trenutno so v vseh naravnih kraljestvih, vključno z virusi, označeni s helikoznimi beljakovinami, kar pomeni, da je bilo ustvarjeno ogromno znanja o teh hidrolitnih encimih, njihovih funkcijah v organizmih in njihovi mehanični vlogi.

Značilnosti helikoz

• Helikoze so biološke ali naravne makromolekule, ki pospešujejo kemijske reakcije (encimi). Zanje je značilno, da s hidrolizo ločijo kemične komplekse od adenozin triposfata (ATP).
• ATP uporabljajo za združevanje in preoblikovanje kompleksov deoksiribonukleinske kisline (DNK) in ribonukleinske kisline (RNA).

Vrste helikov

Helikazna DNK

Helikazna DNK deluje pri podvajanju DNK in je značilna z ločevanjem DNK od dvojnih verig v preproste verige.

Helikazna RNA

Ti encimi delujejo v presnovnih procesih ribonukleinske kisline (RNA) in pri množenju, razmnoževanju ali ribosomalni biogenezi.

Helikazna RNA je ključna tudi v predhodnem procesu stika v messenger RNA (RNM) in začetku sinteze beljakovin, po transkripciji DNK do RNA v celičnem jedru.

Lahko vam služi: Epidermis: Trening, značilnosti, plasti, funkcije

Taksonomija

Te encime je mogoče razlikovati glede na njihovo homologijo v zaporedju aminokislin centralne domene aminokislin ali iz skupnih sekvenčnih razlogov. Glede na klasifikacijo so te razvrščene v 6 superfamilij (SF 1-6):

SF1

Enz.

Sf2

Znana je kot najširša skupina helikoz in jo v glavnem sestavljajo. Predstavljajo polarnost translokacije 3'-5 'z zelo malo izjemami.

Imajo devet razlogov (angleščina Motivi, ki je preveden kot "ponavljajoči se elementi") zelo ohranjenih aminokislinskih sekvenc in tako kot SF1 ne tvorijo obročastih struktur.

SF3

So značilnosti virusa in imajo edinstveno polarnost translokacije 3'-5 '. Imajo le štiri zelo ohranjene motive zaporedja in tvorijo obročaste strukture ali obroče.

SF4

Najprej so bili opisani v bakterijah in bakteriofagih. So skupina ponovitev ali replikativnih helikov.

Imajo edinstveno polarnost translokacije 5'-3 'in imajo pet zelo ohranjenih motivov zaporedja. Te helikoze so značilne, ker tvorijo obroče.

SF5

So beljakovine faktorja Rho. Helikaze superdružine SF5 so značilnosti prokariotskih organizmov in so šestnajsti odvisni od ATP. Misli se, da so tesno povezani s SF4. Poleg tega imajo obročaste in neakularne oblike.

Sf6

So beljakovine, ki so očitno povezani s superdružino SF3. Vendar ima SF6 obvladati beljakovine ATPASAS, povezane z različnimi celičnimi aktivnostmi (beljakovinami AAA), ki niso prisotne v SF3.

Struktura

Strukturno imajo vse helikoze zelo ohranjene motive zaporedja v sprednjem delu svoje primarne strukture. Del molekule predstavlja razporeditev določenih aminokislin, ki je odvisna od specifične funkcije vsake helikaze.

Vam lahko služi: Epicondyle

Najbolj strukturno preučene helikoze so superdružine SF1. Znano je, da so ti proteini združeni v dve domeni, ki so zelo podobni zbiranju večnamenskih beljakovin, in te domene tvorijo žep Unije ATP med njimi.

Ohranjene regije ZN lahko predstavljajo posebne domene vrste prepoznavanja DNK, obvladovanje lokacije celic in beljakovin-beljakovin.

Funkcije

Helikazna DNK

• Funkcije teh beljakovin so odvisne od pomembnih različnih dejavnikov, med katerimi izstopajo okoljski stres, celično linijo, genetsko ozadje in stopnje celičnega cikla.
• Znano je, da SF1 helicy DNK izpolnjuje posebne funkcije pri razmnoževanju, prenosu in rekombinaciji DNK.
• Ločijo verige od dvojnega propelerja DNK in sodelujejo pri vzdrževanju telomerov, pri popravilih zaradi loma dvojnega pramena in izločanju beljakovin, povezanih z nukleinskimi kislinami.

Helikazna RNA

• Slistilne RNA so ključnega pomena pri veliki večini presnovnih procesov RNA, znano pa je tudi, da sodelujejo pri odkrivanju virusne RNA.
• Poleg tega delujejo v protivirusnem imunskem odzivu, saj zaznajo neznance ali zunaj telesa (v vretenčarjih).

Medicinski pomen

Helikaze pomagajo celicam premagati endogeni in eksogeni stres, pri čemer se izognejo kromosomski nestabilnosti in ohranjajo celično ravnovesje.

Neuspeh tega sistema ali homeostatskega ravnovesja je povezan z genetskimi mutacijami, ki vključujejo gene, ki kodirajo beljakovine. Zaradi tega so podvrženi biomedicinskim in genetskim študijam.

Nato bomo omenili nekatere bolezni, povezane z mutacijami v genih, ki kodirajo DNK, kot so proteini tipa helikaze:

Lahko vam služi: poskusite in poskusite razmislek: koncept, aferent, čustvena, fiziologija

Wernerjev sindrom

Gre za genetsko bolezen, ki jo povzroči mutacija gena, imenovanega WRN, ki kodira helikazo. Mutant Helosa ne deluje pravilno in povzroča vrsto bolezni, ki skupaj sestavljajo Wernerjev sindrom.

Glavna značilnost tistih, ki trpijo zaradi te patologije, je njegovo prezgodnjo staranje. Da bi manifestirali bolezen, mora biti mutantni gen podedovan od obeh staršev. Njegova incidenca je zelo nizka in ni zdravljenja za njegovo zdravilo.

Bloom sindrom

Bloom sindrom je produkt genetske bolezni mutacije avtosomskega gena, imenovanega BLM, ki kodira protein helikaze. Za ta lik se zdi samo za homozigotne posameznike (recesivno).

Glavna značilnost te redke bolezni je preobčutljivost za sončno svetlobo, kar povzroča kožne eritromatozne kožne lezije. Še vedno ni zdravila.

Rothmund-Thomsonov sindrom

Znana je tudi kot prirojena atrofična poiciquia. To je zelo redka genetska patologija: do danes je po vsem svetu opisanih manj kot 300 primerov. 

Izvira iz mutacije gena Recq4, avtosomno in recesivne manifestacije, ki se nahaja na kromosomu 8.

Simptomi ali trpljenje tega sindroma vključujejo mladostniško katarakto, anomalije v skeletnem sistemu, depigmentacijo, kapilarno dilatacijo in atrofijo kože. V nekaterih primerih lahko pride do hipertiroidizma in testosterona.

Reference

1. Helikaza. Pridobljeno iz narave.com.
2. Bloom sindrom. Okrevano iz medicine.UFM.Edu.