Nuklearne značilnosti, struktura, vrste in funkcije

The Nukleas So encimi, ki so odgovorni za razgradnjo nukleinskih kislin. To dosežemo s hidrolizo fosfodiésterskih vezi, ki nukleotide ohranjajo skupaj. Zaradi tega so v literaturi znani tudi kot fosfodiesterae. Te encime najdemo v skoraj vseh bioloških entitetah in igrajo temeljne vloge v postopkih podvajanja, popravil in drugih DNK.

Na splošno jih lahko razvrstimo, odvisno od vrste razcepljenih nukleinskih kislin: jedra, katerih substrat je RNA, se imenujejo ribonukleaze, DNK. Obstaja nekaj ne -specifičnih, ki lahko razgradijo DNK in RNA.

Povezava s fosfodiésterjem. Vir: xvazquez [cc by-sa 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/]]

Druga široko uporabljena klasifikacija je odvisna od dejanja encima. Če svoje delo opravlja postopoma, začenši s konci verige nukleinske kisline, jih imenujemo eksonukleaze. V nasprotju s tem, če se prelom zgodi na notranji točki verige, jih imenujemo endonukleaze.

Trenutno se nekatere endonukleaze pogosto uporabljajo v rekombinantni tehnologiji DNK v molekularni biološki laboratoriji. To so neprecenljiva orodja za eksperimentalno manipulacijo nukleinskih kislin.

[TOC]

Značilnosti

Jedra so biološke molekule beljakovinske narave in z encimsko aktivnostjo. So sposobni hidroliznih povezav, ki vežejo nukleotide v nukleinske kisline.

Delujejo s splošno katalizo kisline. To reakcijo lahko razdelimo na tri temeljne korake: nukleofilni napad, tvorba negativno obremenjenega posrednika in kot zadnji korak razbijanje povezave.

Obstaja encimski tip, imenovan polimeraza, ki je odgovoren za kataliziranje sinteze DNK (v razmnoževanju) in RNA (v transkripciji). Nekatere vrste polimeraz imajo nukleazno aktivnost. Tako kot polimeraze tudi to aktivnost predstavljajo tudi drugi povezani encimi.

Lahko vam služi: homologne in analogne strukture (s primeri)

Struktura

Nucleas so nabor izjemno heterogenih encimov, kjer je med njegovo strukturo in mehanizmom delovanja malo malo povezave. To pomeni, da med strukturo teh encimov obstaja drastična sprememba, zato ne moremo omeniti nobene strukture, ki bi bila skupna vsem,.

Fantje

Obstaja več vrst nukleas in tudi različni sistemi za njihovo razvrščanje. V tem članku bomo razpravljali o dveh glavnih sistemih klasifikacije: glede na vrsto nukleinske kisline se razgradita in glede na obliko encimskega napada.

Če bralca zanima, lahko poiščete tretjo obsežnejšo klasifikacijo, ki temelji na funkciji vsake nukleaze (glej Yang, 2011).

Omeniti je treba, da obstajajo tudi v teh nukleoznih encimskih sistemih, ki niso specifični za njihov substrat in lahko razgradijo obe vrsti nukleinskih kislin.

Glede na specifičnost uporabljenega substrata

Obstajata dve vrsti nukleinskih kislin, ki sta praktično vseprisotni za organska bitja: deoksiribonukleinska kislina ali DNK, in ribonukleinska kislina, RNA. Specifični encimi v razgradnji DNK se imenujejo deoksiribonukleas in RNA, ribonukleaze.

Glede na obliko napada

Če verigo nukleinske kisline napadejo endolitično, torej v notranjih regijah verige encim imenuje endonukleaza. Alternativni napad se postopoma zgodi skozi enega od koncev verige in encimi, ki ga izvajajo, so eksonukleaze. Dejanje vsakega encima pomeni različne posledice.

Ker eksonukleaze ločijo korak za korakom, učinki na substrat niso zelo drastični. Nasprotno, delovanje endonukleaz je izrazitejše, saj lahko verigo razdelijo na različne točke. Slednje se lahko spremeni, dokler ne viskoznost raztopine DNK.

Vam lahko služi: enofilitična skupina

Eksonukleaji so bili ključni elementi za razjasnitev narave povezave, ki je nukleotide ohranjala skupaj.

Specifičnost rezalnega mesta endonukleaze se razlikuje. Obstajajo nekatere vrste (na primer deoksiribonukleaza i) encim, ki se lahko režejo na nespecifična mesta, kar ustvarja razmeroma naključne reze glede na zaporedje.

Nasprotno, imamo zelo specifične endonukleaze, ki se režejo le v določenih zaporedjih. Kasneje bomo razložili, kako molekularni biologi izkoristijo to lastnost.

Obstaja nekaj jedra, ki lahko delujejo tako iz Endo kot iz eksonukleatov. Primer tega je tako imenovana mikrokonska nukleaza.

Funkcije

Nucleasas katalizira vrsto nepogrešljivih reakcij za življenje. Dejavnost nukleaze je bistveni element razmnoževanja DNK, saj pomagajo odpraviti temeljni premaz oz najprej in sodelovati pri popravku napak.

Na ta način sta nukleas posredovana dva procesa, ki sta tako pomembna, kot sta rekombinacija in popravilo DNK.

Prav tako prispeva k ustvarjanju strukturnih sprememb v DNK, kot so topoizomerizacijo in rekombinacijsko mesto. Da bi se vsi ti postopki potekali.

V RNA sodelujejo tudi v temeljnih procesih. Na primer, pri zorenju glasnika in pri obdelavi motenj RNK. Na enak način so vključeni v programirane procese celične smrti ali apoptozo.

V enoceličnih organizmih jedra predstavljajo obrambni sistem, ki jim omogoča prebavo zunanje DNK, ki vstopi v celico.

Aplikacije: restrikcijski encimi

Molekularni biologi izkoriščajo specifičnost nekaterih jeder, imenovanih specifična omejevalna nukleas. Biologi so opazili, da lahko bakterije prebavijo tujo DNK, ki so ga uvedle laboratorijske tehnike.

Lahko vam služi: flora in favna iz Antarktike: reprezentativna vrsta

Ko so raziskali več v tem pojavu, so znanstveniki odkrili restrikcijska nukleas: encimi, ki režejo DNK v nekaterih nukleotidnih zaporedjih. So nekakšne "molekularne škarje" in najdemo jih za prodajo.

DNK bakterij je "imuna" na ta mehanizem, saj je zaščitena s kemičnimi spremembami v zaporedjih, ki spodbujajo razgradnjo. Vsaka vrsta in sev bakterij ima svoje specifične jedra.

Te molekule so zelo koristne, saj zagotavljajo, da se bo rez vedno izvajal na istem mestu (od 4 do 8 nukleotidov). Uporabljajo se v rekombinantni tehnologiji DNK.

V nekaterih rutinskih postopkih (na primer PCR) prisotnost nukleasov negativno vpliva. Zaradi tega je v nekaterih primerih treba uporabiti te zaviralce encimov.

Reference

1. Rjava, t. (2011). Uvod v genetiko: molekularni pristop. Garland Science.
2. Davidson, J., & Adams, r. L. Str. (1980). Biokemija Davidsonovih nukleinskih kislin. Sem se obrnil.
3. Nishino, t., & Morikawa, k. (2002). Struktura in funkcija nukleaz pri popravilu DNK: oblika, oprijem in rezilo škarje DNK. Onkogen, enaindvajset(58), 9022.
4. Stoddard, b. L. (2005). Homing endonukleazna struktura in funkcija. Četrtletne ocene biofizike, 38(1), 49–95.
5. Yang, w. (2011). Nukleaze: raznolikost strukture, funkcije in mehanizma. Četrtletne ocene biofizike, 44(1), 1-93.