exonucleaze Sunt un tip de nucleaze care digeră acizii nucleici la unul dintre capetele lor libere - fie 3 ', fie 5'. Rezultatul este o digestie progresivă a materialului genetic, eliberând nucleotidele unul câte unul. Omologul acestor enzime sunt endonucleaze, care hidrolizează acizii nucleici în secțiunile interne ale lanțului..
Aceste enzime acționează prin hidroliza legăturilor fosfodiesterice ale lanțului nucleotidic. Aceștia participă la menținerea stabilității genomului și la diferite aspecte ale metabolismului celular.
Mai exact, atât în linii procariote, cât și eucariote, găsim diferite tipuri de exonucleaze care participă la replicarea și repararea ADN-ului și la maturarea și degradarea ARN-ului..
Indice articol
Exonucleazele sunt un tip de nucleaze care hidrolizează legăturile fosfodiesterice ale lanțurilor de acid nucleic progresiv la unul dintre capetele lor, fie 3 ', fie 5'.
O legătură fosfodiester este formată din legătura covalentă între o grupare hidroxil situată la carbonul 3 'și o grupare fosfat localizată la carbonul 5'. Unirea dintre ambele grupuri chimice are ca rezultat o dublă legătură de tip ester. Funcția exonucleazelor - și, în general, a nucleozelor - este de a rupe aceste legături chimice.
Există o mare varietate de exonucleaze. Aceste enzime pot utiliza ADN sau ARN ca substrat, în funcție de tipul de nuclează. În același mod, molecula poate fi în bandă simplă sau dublă.
Unul dintre aspectele critice pentru menținerea vieții unui organism în condiții optime este stabilitatea genomului. Din fericire, materialul genetic are o serie de mecanisme foarte eficiente care permit repararea acestuia, în caz de a fi afectat..
Aceste mecanisme necesită ruperea controlată a legăturilor fosfodiesterice și, așa cum am menționat, nucleazele sunt enzimele care îndeplinesc această funcție vitală..
Polimerazele sunt enzime prezente atât în eucariote, cât și în procariote, care participă la sinteza acizilor nucleici. La bacterii au fost caracterizate trei tipuri, iar la eucariote cinci. În aceste enzime, activitatea exonucleazei este necesară pentru îndeplinirea funcțiilor lor. În continuare vom vedea cum o fac.
La bacterii, toate cele trei polimeraze au activitate de exonuclează. Polimeraza I are activitate în două direcții: 5'-3 'și 3'-5', în timp ce II și III prezintă activitate doar în direcția 3'-5 '.
Activitatea 5'-3 'permite enzimei să îndepărteze primul de ARN, adăugat de o enzimă numită primază. Ulterior, golul creat va fi umplut cu nucleotide nou sintetizate..
primul Este o moleculă formată din câteva nucleotide care permite începerea activității ADN polimerazei. Deci, va fi întotdeauna prezent la evenimentul de replicare.
În cazul în care ADN polimeraza adaugă o nucleotidă care nu corespunde, o poate corecta datorită activității exonucleazei.
Cele cinci polimeraze din aceste organisme sunt notate folosind litere grecești. Doar gama, delta și epsilon prezintă activitate de exonuclează, toate în direcția 3'-5 '.
ADN polimeraza gamma este legată de replicarea ADN-ului mitocondrial, în timp ce restul de doi participă la replicarea materialului genetic localizat în nucleu și la repararea acestuia..
Exonucleazele sunt enzime cheie în eliminarea anumitor molecule de acid nucleic care nu mai sunt necesare organismului..
În unele cazuri, celula trebuie să împiedice acțiunea acestor enzime să afecteze acizii nucleici care trebuie conservați.
De exemplu, un "capac" este adăugat la ARN-ul messenger. Aceasta constă în metilarea unei guanine terminale și a două unități de riboză. Se crede că funcția capacului este protecția ADN-ului împotriva acțiunii exonucleazei 5 '.
Una dintre exonucleazele esențiale pentru menținerea stabilității genetice este exonucleaza umană I, prescurtată ca hExo1. Această enzimă se găsește în diferite căi de reparare a ADN-ului. Este relevant pentru întreținerea telomerilor.
Această exonuclează permite repararea golurilor din ambele lanțuri, care, dacă nu sunt reparate, pot duce la rearanjări sau deleții cromozomiale care duc la un pacient cu cancer sau îmbătrânire prematură.
Unele exonucleaze sunt în uz comercial. De exemplu exonuclease I care permite degradarea grunduri în cu o singură bandă (nu poate degrada substraturile cu bandă dublă), exonucleaza III este utilizată pentru mutageneza direcționată către situs și exonucleaza lambda poate fi utilizată pentru îndepărtarea unei nucleotide situate la capătul 5 'al unui ADN cu bandă dublă.
Din punct de vedere istoric, exonucleazele au fost elemente determinante în procesul de elucidare a naturii legăturilor care țineau împreună blocurile de construcție ale acizilor nucleici: nucleotide..
Mai mult, în unele tehnici vechi de secvențiere, acțiunea exonucleazelor a fost cuplată cu utilizarea spectrometriei de masă..
Deoarece produsul exonucleazei este eliberarea progresivă a oligonucleotidelor, a reprezentat un instrument convenabil pentru analiza secvenței. Deși metoda nu a funcționat foarte bine, a fost utilă pentru secvențe scurte.
În acest fel, exonucleazele sunt considerate instrumente foarte flexibile și de neprețuit în laborator pentru manipularea acizilor nucleici..
Exonucleazele au o structură extrem de variată, deci nu este posibilă generalizarea caracteristicilor lor. Același lucru poate fi extrapolat pentru diferitele tipuri de nucleaze pe care le găsim în organismele vii. Prin urmare, vom descrie structura unei enzime specifice.
Exonucleaza I (ExoI) preluată din organismul model Escherichia coli este o enzimă monomerică, implicată în recombinarea și repararea materialului genetic. Datorită aplicării tehnicilor cristalografice, structura sa a fost ilustrată.
Pe lângă domeniul exonuclează al polimerazei, enzima include și alte domenii numite SH3. Cele trei regiuni se combină pentru a forma un fel de C, deși unele segmente fac ca enzima să arate similar cu o O.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.