ЕГЗОКУЗИЈА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА И ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У егзонуклеаза су врста нуклеаза којих Дигест нуклеинске киселине један од њихових слободних крајева - или 3 'или 5'. Резултат је прогресивна пробава генетског материјала, ослобађање нуклеотида један по један. Супстанци овим ензимима су ендонуклезе које хидролизују нуклеинске киселине у унутрашњим деловима ланца.

Ови ензими делују хидролизом фосфодиестерских веза нуклеотидног ланца. Учествују у одржавању стабилности генома и у различитим аспектима ћелијског метаболизма.

Извор: Цхристопхеррусселл

Конкретно, и у прокариотским и еукариотским родовима налазимо различите врсте егзонуклеаса које учествују у репликацији и поправљању ДНК и у сазревању и разградњи РНА.

карактеристике

Егзокулезе су врста нуклеуса које прогресивно хидролизирају фосфодиестерске везе ланаца нуклеинске киселине на једном од њихових крајева, било 3 'или 5'.

Фосфодиестерска веза формирана је ковалентном везом између хидроксилне групе која се налази на 3 'угљенику и фосфатне групе смештене на 5' угљенику. Спајање обе хемијске групе резултира двоструком везом типа естера. Функција егзонуклеза - и нуклеоза уопште - је да прекине ове хемијске везе.

Постоји велика разноликост ексонуклеаза. Ови ензими могу да користе ДНК или РНК као супстрат, зависно од врсте нуклеазе. На исти начин, молекул може бити једно- или двопојасни.

Карактеристике

Један од критичних аспеката за одржавање живота организма у оптималним условима је стабилност генома. Срећом, генетски материјал има низ врло ефикасних механизама који омогућавају његово поправљање, ако је погођено.

Ови механизми захтевају контролисано разбијање фосфодиестерских веза, а, као што је поменуто, нуклеазе су ензими који испуњавају ову виталну функцију.

Полимеразе су ензими присутни и у еукариотама и у прокариотима који учествују у синтези нуклеинских киселина. У бактеријама су окарактерисане три врсте, а у еукариота пет. У тим ензимима активност ексонуклеаза је неопходна да би се испуниле њихове функције. Даље ћемо видјети како то раде.

Активност егзонуклазе у бактеријама

Код бактерија све три полимеразе имају ексонуклеазно деловање. Полимераза И има активност у два смера: 5'-3 'и 3'-5', док ИИ и ИИИ показују активност само у правцу 3'-5 '.

Активност 5'-3 'омогућава ензиму да уклони прајмер из РНА, а додаје га ензим зван примаза. Након тога, јаз ће се попунити ново синтетизованим нуклеотидима.

Први је молекул састављен од неколико нуклеотида који омогућава активност ДНК полимеразе. Тако да ће увек бити присутан на догађају репликације.

Ако ДНК полимераза дода нуклеотид који не одговара, она може да је поправи захваљујући активности егзонуклазе.

Активност ексонуклеазе у еукариотама

Пет полимераза у тим организмима означено је грчким словима. Само гама, делта и епсилон показују активност ексонуклеазе, а све у правцу 3'-5 '.

Гама ДНК полимераза повезана је са репликацијом митохондријалне ДНК, док преостала два учествују у репликацији генетског материјала који се налази у језгру и у његовом поправљању.

Деградација

Егзонуклеаси су кључни ензими у уклањању одређених молекула нуклеинске киселине које тело више није потребно.

У неким случајевима ћелија мора спречити дејство ових ензима да утичу на нуклеинске киселине које се морају сачувати.

На пример, додавање „капице“ је додато у РНА-у за гласник. Ово се састоји од метилације терминалног гванина и две рибозе. Верује се да функција поклопца штити ДНК од деловања 5 'егзонуклазе.

Примери

Једна од есенцијалних егзонуклаза за одржавање генетске стабилности је људска егзонуклаза И, скраћено као хЕко1. Овај ензим се налази у различитим путевима поправке ДНК. Важно је за одржавање теломера.

Ова егзонуклаза омогућава поправљање празнина у оба ланца, што ако се не поправи, може довести до хромосомских преуређења или брисања што резултира у пацијента оболелог од рака или превременог старења.

Апликације

Неке ексонуклеазе су у комерцијалној употреби. На пример, егзонуклеза И која омогућава разградњу једнопојасних прајмера (не може да разгради двопојасне супстрате), егзонуклеза ИИИ се користи за мутагенезу усмерену на место, а ламбда егзонуклаза се може користити за уклањање нуклеотида који се налази у 5 'крај двоструког опсега ДНК.

Историјски гледано, егзонуклелуси су били пресудни елементи у процесу расветљавања природе веза које су заједно држале градивне нуклеинске киселине: нуклеотиде.

Даље, у неким старијим техникама секвенцирања дејство егзонуклелеза повезано је са употребом масне спектрометрије.

Како је производ егзонуклезе прогресивно ослобађање олигонуклеотида, представљао је погодан алат за анализу секвенци. Иако метода није добро функционисала, била је корисна за кратке секвенце.

На тај се начин егзонуке сматрају веома флексибилним и непроцењивим алатима у лабораторији за манипулацију нуклеинским киселинама.

Структура

Егзокулезе имају изузетно разноврсну структуру, па није могуће генерализовати њихове карактеристике. Исто се може екстраполирати за различите врсте нуклеуса које налазимо у живим организмима. Стога ћемо описати структуру тачканог ензима.

Егзокузија И (ЕкоИ) узета из узорка организма Есцхерицхиа цоли је мономерни ензим, укључен у рекомбинацију и поправку генетског материјала. Захваљујући примени кристалографских техника приказана је његова структура.

Поред домена ексонуклеазе полимеразе, ензим укључује и друге домене зване СХ3. Све три регије спајају се у неку врсту Ц, мада неки сегменти чине да ензим изгледа слично као О.

Референце

1. Бреиер, ВА, и Маттхевс, БВ (2000). Структура ексонуклеазе Есцхерицхиа цоли И сугерише како се постиже процесност. Природна структурна и молекуларна биологија, 7 (12), 1125.
2. Бровн, Т. (2011). Увод у генетику: Молекуларни приступ. Гарланд Сциенце.
3. Давидсон, Ј. и Адамс, РЛП (1980). Биохемија Давидсонових нуклеинских киселина. Преокренуо сам се.
4. Хсиао, ИИ, Дух, И., Цхен, ИП, Ванг, ИТ, и Иуан, ХС (2012). Како егзонуклаза одлучује где треба да се заустави у обрезивању нуклеинских киселина: кристалне структуре РНасе Т - комплекса производа. Истраживање нуклеинских киселина, 40 (16), 8144-8154.
5. Кхаре, В. и Ецкерт, КА (2002). Лекторска 3-→ 5-активност ексонуклеазе ДНК полимераза: кинетичка баријера за синтезу транслезијске ДНК. Истраживање мутације / фундаментални и молекуларни механизми мутагенезе, 510 (1-2), 45–54.
6. Колоднер, РД, и Марсисцхки, ГТ (1999). Поправак неусклађености еукариотске ДНК. Тренутно мишљење о генетици и развоју, 9 (1), 89–96.
7. Нисхино, Т., и Морикава, К. (2002). Структура и функција нуклеуса у поправку ДНК: облик, држање и сечиво ДНК маказа. Онкогене, 21 (58), 9022.
8. Оранс, Ј., МцСвеенеи, ЕА, Ииер, РР, Хаст, МА, Хеллинга, ХВ, Модрицх, П., & Беесе, ЛС (2011). Структуре хуманих ДНК комплекса егзонуклезе 1 сугеришу јединствени механизам за породицу нуклеаза. Целл, 145 (2), 212-223.
9. Ианг, В. (2011). Нуцлеасес: разноликост структуре, функције и механизма. Квартални прегледи о Биопхисицс, 44 (1), 1-93.