Ciri -ciri Exonuclease, Struktur dan Fungsi

The Exonucleas Mereka adalah sejenis nukleus yang mencerna asid nukleik oleh salah satu hujung bebas mereka - sama ada 3 'atau 5'. Hasilnya adalah pencernaan progresif bahan genetik, melepaskan nukleotida satu demi satu. Rakan sejawat enzim -enzim ini adalah endonukleases, yang menghidrolisis asid nukleik di bahagian dalaman rantai.

Enzim -enzim ini bertindak melalui hidrolisis ikatan phosphodiéster rantai nukleotida. Mereka mengambil bahagian dalam penyelenggaraan kestabilan genom dan beberapa aspek metabolisme sel.

Sumber: Christopherrussell [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0/]]

Khususnya, dalam keturunan prokariot dan eukariotik kita dapati pelbagai jenis exonucleases yang mengambil bahagian dalam replikasi dan pembaikan DNA dan dalam kematangan dan kemerosotan RNA.

[TOC]

Ciri -ciri

Exonucleases adalah sejenis nukleus yang menghidrolisis ikatan phosphodiéster dari rantai asid nukleik secara progresif oleh mana -mana hujungnya, sama ada 3 'atau 5'.

Ikatan phosphodiéster dibentuk oleh persimpangan kovalen antara kumpulan hidroksil yang terletak di karbon 3 'dan kumpulan fosfat yang terletak di karbon 5'. Kesatuan antara kedua -dua kumpulan kimia diterjemahkan ke dalam ikatan berganda jenis ester. Fungsi exonucleases - dan nukleus secara umum - adalah untuk memecahkan hubungan kimia ini.

Terdapat pelbagai jenis exonucleases. Enzim -enzim ini boleh menggunakan DNA atau RNA sebagai substrat, bergantung kepada jenis nukleus. Begitu juga, molekul boleh dalam jalur sederhana atau berganda.

Fungsi

Salah satu aspek kritikal untuk menjaga kehidupan organisma dalam keadaan optimum adalah kestabilan genom. Mujurlah, bahan genetik mempunyai satu siri mekanisme yang sangat berkesan yang membolehkan pembaikannya, sekiranya terjejas.

Mekanisme ini memerlukan pecahan terkawal ikatan phosphodiéster, dan, seperti yang telah kami sebutkan, nukleus adalah enzim yang memenuhi fungsi penting ini.

Boleh melayani anda: Sokongan: Ciri, Fungsi dan Contoh

Polimerase adalah enzim yang terdapat dalam kedua -dua eukariota dan prokariot yang mengambil bahagian dalam sintesis asid nukleik. Dalam bakteria, tiga jenis telah dicirikan dan dalam eukariota lima. Dalam enzim ini, aktiviti exonucleases diperlukan untuk memenuhi fungsi mereka. Seterusnya kita akan melihat bagaimana mereka melakukannya.

Aktiviti exonuclease dalam bakteria

Dalam bakteria, tiga polimerase mempunyai aktiviti exonuclease. Polimerase I mempunyai aktiviti dalam dua arah: 5'-3 'dan 3'-5', manakala II dan III hanya mengadakan aktiviti dalam rasa 3'-5 '.

Aktiviti 5'-3 'membolehkan enzim menarik balik Pertama RNA, ditambah oleh enzim yang dipanggil prima. Selanjutnya, jurang yang dibuat akan diisi dengan nukleotida yang baru disintesis.

Dia Pertama Ia adalah molekul yang dibentuk oleh beberapa nukleotida yang membolehkan kita memulakan aktiviti polimerase DNA. Oleh itu, anda akan sentiasa hadir di acara replikasi.

Sekiranya polimerase DNA menambah nukleotida yang tidak sesuai, boleh membetulkannya terima kasih kepada aktiviti exonuclease.

Aktiviti exonuclease dalam eukariot

Lima polimerase dalam organisma ini dilambangkan menggunakan huruf Yunani. Hanya gamma, delta dan epsilon yang hadir aktiviti exonuclease, semuanya dalam arah 3'-5 '.

DNA polimerase gamma berkaitan dengan replikasi DNA mitokondria, sementara dua baki mengambil bahagian dalam replikasi bahan genetik yang terletak di nukleus dan pembaikan yang sama.

Degradasi

Exonucleases adalah enzim utama dalam menghapuskan molekul asid nukleik tertentu yang tidak lagi diperlukan untuk badan.

Dalam sesetengah kes, sel harus menghalang tindakan enzim -enzim ini daripada mempengaruhi asid nukleik yang perlu dipelihara.

Sebagai contoh, "hud" ditambah dalam RNA messenger. Ini terdiri daripada metilasi guanine terminal dan dua unit ribosa. Adalah dipercayai bahawa fungsi caperuza adalah perlindungan DNA terhadap tindakan exonuclease 5 '.

Ia boleh melayani anda: Meadow Marine: Apa, Ciri -ciri, Flora, Fauna

Contoh

Salah satu bekas -anducaseousas. Enzim ini berada di laluan pembaikan DNA yang berbeza. Ia relevan untuk penyelenggaraan telomeres.

Exonuclease ini membolehkan susunan jurang dalam kedua -dua rantai, yang, sekiranya tidak dibaiki, boleh menyebabkan penulisan semula kromosom atau penghapusan yang diterjemahkan ke dalam pesakit dengan kanser atau penuaan pramatang.

Aplikasi

Beberapa exonucleas adalah untuk kegunaan komersial. Contohnya exonuclease I yang membolehkan kemerosotan Primer dalam Band Mudah (tidak dapat merendahkan substrat dua band), exonuclease III digunakan untuk mutagenesis yang diarahkan oleh tapak dan bekas exonuclease lambda boleh digunakan untuk penyingkiran nukleotida yang terletak pada akhir 5 'DNA band berganda.

Dari segi sejarah, exonucleases menentukan unsur -unsur dalam proses menjelaskan sifat pautan yang disimpan bersama dengan blok struktur asid nukleik: nukleotida.

Di samping itu, dalam beberapa teknik penjujukan lama, tindakan exonucleases ditambah dengan penggunaan spektrometri massa.

Oleh kerana produk exonuclease adalah pelepasan progresif oligonukleotida, ia mewakili alat yang mudah untuk analisis urutan. Walaupun kaedah itu tidak berfungsi dengan baik, ia berguna untuk urutan pendek.

Dengan cara ini, exonucleases dianggap alat yang sangat fleksibel dan tidak ternilai di makmal untuk manipulasi asid nukleat.

Struktur

Exonucleases mempunyai struktur yang sangat bervariasi, jadi tidak mungkin untuk merumuskan ciri -ciri mereka. Perkara yang sama boleh diekstrapolasi untuk pelbagai jenis nukleus yang kita dapati dalam organisma hidup. Oleh itu, kita akan menerangkan struktur enzim tepat waktu.

Exonuclease i (exoi) diambil dari organisma model Escherichia coli Ia adalah enzim monomerik, yang terlibat dalam penggabungan dan pembaikan bahan genetik. Terima kasih kepada aplikasi teknik kristalografi yang mungkin untuk menggambarkan strukturnya.

Ia dapat melayani anda: gametoogenesis

Sebagai tambahan kepada domain exonuclease polimerase, enzim termasuk domain lain yang disebut sh3. Tiga wilayah digabungkan supaya mereka membentuk sejenis C, walaupun beberapa segmen menjadikan enzimnya sama dengan satu atau.

Rujukan

1. Breyer, w. Ke., & Matthews, b. W. (2000). Struktur Escherichia coli exonuclease Saya mencadangkan bagaimana prosesnya sakit. Biologi Struktur & Molekul Alam, 7(12), 1125.
2. Coklat, t. (2011). Pengenalan kepada Genetik: Pendekatan Molekul. Sains Garland.
3. Davidson, J., & Adams, r. L. P. (1980). Biokimia Asid Nukleik Davidson. Saya terbalik.
4. Hsiao, dan. Dan., Duh, dan., Chen, dan. P., Wang, dan. T., & Yuan, h. S. (2012). Bagaimana exonuclease anda memutuskan di mana untuk berhenti memangkas asid nukleik: struktur kristal kompleks pengeluaran T RNase. Penyelidikan Asid Nukleik, 40(16), 8144-8154.
5. Khare, v., & Eckert, k. Ke. (2002). Aktiviti Exonuclease 3 '→ 5' Proofreading 3 ''. Penyelidikan mutasi/mekanisme asas dan molekul mutagesis, 510(1-2), 45-54.
6. Kolodner, r. D., & Marsischky, g. T. (1999). Pembaikan tidak sepadan DNA eukariotik. Pendapat semasa dalam Genetik & Pembangunan, 9(1), 89-96.
7. Nishino, t., & Morikawa, k. (2002). Struktur dan fungsi nukleus dalam pembaikan DNA: bentuk, cengkaman, dan bilah gunting DNA. Oncogene, dua puluh satu(58), 9022.
8. Orans, J., McSweeney, e. Ke., Iyer, r. R., Hast, m. Ke., Hellinga, h. W., Modrich, ms., & Beese, l. S. (2011). Struktur Exonuclease Manusia 1 Kompleks DNA mencadangkan kepada mekanisme bersatu untuk keluarga nukleus. Sel, 145(2), 212-223.
9. Yang, w. (2011). Nukleas: Kepelbagaian Struktur, Fungsi, dan Mekanisme. Ulasan Suku Tahunan Biofizik, 44(1), 1-93.