helicase se referă la un grup de enzime de tip proteine-hidrolitice care sunt foarte importante pentru toate organismele vii; se mai numesc proteine motorii. Acestea se deplasează prin citoplasma celulară, transformând energia chimică în lucru mecanic prin hidroliza ATP..
Cea mai importantă funcție a sa este de a sparge legăturile de hidrogen dintre bazele azotate ale acizilor nucleici, permițând astfel replicarea lor. Este important să subliniem că helicazele sunt practic omniprezente, deoarece sunt prezente în viruși, bacterii și în organismele eucariote..
Prima dintre aceste proteine sau enzime a fost descoperită în 1976 la bacterii Escherichia coli; doi ani mai târziu, prima helicază a fost descoperită într-un organism eucariot, în plantele de crin.
În prezent, proteinele helicazei au fost caracterizate în toate regatele naturale, inclusiv în viruși, ceea ce implică faptul că au fost generate o vastă cunoaștere despre aceste enzime hidrolitice, funcțiile lor în organisme și rolul lor mecanicist..
Indice articol
Helicele sunt macromolecule biologice sau naturale care accelerează reacțiile chimice (enzime). Acestea se caracterizează în principal prin separarea complexelor chimice de adenozin trifosfat (ATP) prin hidroliză.
Aceste enzime folosesc ATP pentru a lega și remodela complexe de acizi dezoxiribonucleici (ADN) și acizi ribonucleici (ARN)..
Există cel puțin 2 tipuri de heliceze: ADN și ARN.
Helicazele ADN acționează în replicarea ADN și se caracterizează prin separarea ADN-ului cu dublă catenă în catene unice.
Aceste enzime acționează în procesele metabolice ale acidului ribonucleic (ARN) și în multiplicare, reproducere sau biogeneză ribozomală.
ARN helicaza este, de asemenea, esențială în procesul de pre-îmbinare a ARN mesager (ARNm) și inițierea sintezei proteinelor, după transcrierea ADN-ului în ARN în nucleul celular..
Aceste enzime pot fi diferențiate în funcție de omologia lor de secvențiere a aminoacizilor la domeniul ATPazei aminoacidului de bază sau prin motive de secvențiere comune. Conform clasificării, acestea sunt grupate în 6 superfamilii (SF 1-6):
Enzimele acestei superfamilii au o polaritate de translocație 3'-5 'sau 5'-3' și nu formează structuri inelare..
Este cunoscut ca cel mai mare grup de helicaze și este compus în principal din ARN helicaze. Au o polaritate de translocație în general 3'-5 ', cu foarte puține excepții.
Au nouă motive (din engleză motive, care se traduce ca „elemente recurente”) ale secvențelor de aminoacizi foarte conservate și, ca SF1, nu formează structuri inelare.
Acestea sunt heliceze caracteristice ale virușilor și au o polaritate de translocație unică de 3'-5 '. Ei posedă doar patru motive de secvență foarte conservate și formează structuri sau inele inelare.
Au fost descrise pentru prima dată în bacterii și bacteriofagi. Sunt un grup de heliceze replicatoare sau replicative.
Au o polaritate de translocație unică de 5'-3 'și au cinci motive de secvență foarte conservate. Aceste heliceze se caracterizează prin formarea inelelor.
Sunt proteine de tipul factorului Rho. Helicazele superfamiliei SF5 sunt caracteristice organismelor procariote și sunt hexamere dependente de ATP. Se crede că sunt strâns legate de SF4; în plus, au forme inelare și non-inelare.
Sunt proteine aparent legate de superfamilia SF3; cu toate acestea, SF6-urile prezintă un domeniu de proteine ATPază asociat cu diverse activități celulare (proteine AAA) care nu sunt prezente în SF3.
Structural, toate helicasele au motive de secvență foarte conservate în porțiunea anterioară a structurii lor primare. O porțiune a moleculei are un anumit aranjament de aminoacizi care depinde de funcția specifică a fiecărei helicaze..
Cele mai studiate structural heliceze sunt cele din superfamilia SF1. Se știe că aceste proteine sunt grupate în 2 domenii foarte asemănătoare cu proteinele RecA multifuncționale și aceste domenii formează un buzunar de legare ATP între ele..
Regiunile neconservate pot prezenta domenii specifice de tip recunoaștere ADN, domeniu de localizare celulară și proteină-proteină..
Funcțiile acestor proteine depind de o importantă varietate de factori, inclusiv stresul mediului, descendența celulară, fondul genetic și etapele ciclului celular..
Se știe că helicazele ADN SF1 îndeplinesc funcții specifice în repararea, replicarea, transferul și recombinarea ADN-ului..
Acestea separă firele unei spirale duble ADN și participă la întreținerea telomerilor, repararea pauzei dublei fire și îndepărtarea proteinelor asociate cu acidul nucleic.
După cum sa menționat anterior, ARN helicases sunt vitale în marea majoritate a proceselor metabolice ale ARN și se știe, de asemenea, că aceste proteine participă la detectarea ARN-ului viral..
În plus, acționează în răspunsul imun antiviral, deoarece detectează ARN străin sau străin corpului (la vertebrate).
Helicele ajută celulele să depășească stresul endogen și exogen, evitând instabilitatea cromozomială și menținând echilibrul celular.
Eșecul acestui sistem sau al echilibrului homeostatic este legat de mutații genetice care implică gene care codifică proteine de tip helicază; din acest motiv, acestea fac obiectul unor studii biomedicale și genetice.
Mai jos vom menționa câteva dintre bolile legate de mutațiile genelor care codifică ADN-ul ca proteine de tip helicază:
Este o boală genetică cauzată de o mutație a unei gene numită WRN, care codifică o helicază. Helicaza mutantă nu funcționează corect și provoacă o serie de boli care formează împreună sindromul Werner.
Principala caracteristică a celor care suferă de această patologie este îmbătrânirea lor prematură. Pentru ca boala să se manifeste, gena mutantă trebuie moștenită de la ambii părinți; incidența sa este foarte scăzută și nu există tratament pentru vindecarea acesteia.
Sindromul Bloom este o boală genetică rezultată din mutația unei gene autozomale numită BLM care codifică o proteină helicază. Apare doar pentru indivizii homozigoti pentru acel caracter (recesiv).
Principala caracteristică a acestei boli rare este hipersensibilitatea la lumina soarelui, care provoacă leziuni cutanate ale erupției eritromatoase. Nu există încă un remediu.
Este, de asemenea, cunoscut sub numele de poikilodermie atrofică congenitală. Este o patologie de origine genetică foarte rară: până în prezent există mai puțin de 300 de cazuri descrise în întreaga lume.
Este cauzată de o mutație a genei RECQ4, o genă autozomală și recesivă care se află pe cromozomul 8.
Simptomele sau afecțiunile acestui sindrom includ cataracta juvenilă, anomalii ale sistemului osos, depigmentare, dilatații capilare și atrofia pielii (poikilodermie). În unele cazuri, pot apărea hipertiroidism și deficiență în producția de testosteron..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.