Ciri -ciri, struktur, jenis dan fungsi nukleus

The Nukleus Mereka adalah enzim yang bertanggungjawab untuk merendahkan asid nukleat. Ini dicapai oleh hidrolisis ikatan phosphodiéster yang menyimpan nukleotida bersama. Atas sebab ini, mereka juga dikenali dalam kesusasteraan sebagai phosphodiesterae. Enzim -enzim ini terdapat di hampir semua entiti biologi dan memainkan peranan asas dalam replikasi, pembaikan dan proses DNA lain.

Secara umum, kita boleh mengklasifikasikannya bergantung kepada jenis asid nukleik yang berpecah: nukleus yang substratnya adalah RNA dipanggil ribonukleases, dan DNA dikenali sebagai deoxyribonucleas. Terdapat beberapa spesifik yang mampu merendahkan kedua -dua DNA dan RNA.

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

Klasifikasi lain yang digunakan secara meluas bergantung pada tindakan enzim. Jika ia melakukan kerja secara progresif, bermula dengan hujung rantai asid nukleik, mereka dipanggil exonucleases. Sebaliknya, jika rehat berlaku pada titik dalaman rantai mereka dipanggil endonucleases.

Pada masa ini, endonucleases tertentu digunakan secara meluas dalam teknologi DNA rekombinan di makmal biologi molekul. Ini adalah alat yang tidak ternilai untuk manipulasi eksperimen asid nukleik.

[TOC]

Ciri -ciri

Nukleus adalah molekul biologi sifat protein dan dengan aktiviti enzimatik. Mereka mampu menghidrolisiskan pautan yang mengikat nukleotida dalam asid nukleik.

Mereka bertindak melalui pemangkinan asid umum. Reaksi ini boleh dibahagikan kepada tiga langkah asas: serangan nukleofilik, pembentukan perantara yang dimuatkan secara negatif dan sebagai langkah terakhir pemecahan pautan.

Terdapat jenis enzim yang dipanggil polimerase, yang bertanggungjawab untuk memangkinkan sintesis kedua -dua DNA (dalam replikasi) dan RNA (dalam transkripsi). Beberapa jenis polimerase mempamerkan aktiviti nukleus. Seperti polimerase, enzim lain yang berkaitan juga membentangkan aktiviti ini.

Ia dapat melayani anda: struktur homolog dan analog (dengan contoh)

Struktur

Nukleus adalah satu set enzim yang sangat heterogen, di mana terdapat sedikit hubungan antara struktur dan mekanisme tindakannya. Ia.

Lelaki

Terdapat pelbagai jenis nukleas dan juga sistem yang berbeza untuk mengklasifikasikannya. Dalam artikel ini, kita akan membincangkan dua sistem klasifikasi utama: mengikut jenis asid nukleik yang mereka merosot dan mengikut bentuk serangan enzim.

Sekiranya pembaca berminat, anda boleh mencari klasifikasi yang lebih luas ketiga berdasarkan fungsi setiap nukleus (lihat Yang, 2011).

Adalah perlu untuk menyebutkan bahawa terdapat juga dalam sistem enzimatik nukleus yang tidak khusus untuk substrat mereka dan dapat merendahkan kedua -dua jenis asid nukleik.

Mengikut kekhususan substrat yang digunakan

Terdapat dua jenis asid nukleik yang hampir di mana -mana makhluk organik: asid deoxyribonucleic, atau DNA, dan asid ribonukleik, RNA. Enzim spesifik dalam DNA yang merendahkan dipanggil deoxyribonucleas, dan RNA, ribonucleases.

Menurut bentuk serangan

Jika rantai asid nukleik diserang endolyticly, iaitu, di kawasan dalaman rantai, enzim itu dipanggil endonuclease. Serangan alternatif berlaku secara beransur -ansur melalui salah satu hujung rantai dan enzim yang melaksanakannya adalah exonucleases. Tindakan setiap enzim diterjemahkan ke dalam akibat yang berbeza.

Sebagai exonucleases berasingan langkah demi langkah, kesan pada substrat tidak begitu drastik. Sebaliknya, tindakan endonucleases lebih jelas, kerana mereka dapat memecah rantai pada titik yang berbeza. Yang terakhir boleh berubah sehingga kelikatan penyelesaian DNA.

Boleh melayani anda: kumpulan tunggal -filetikal

Exonucleas adalah unsur penting untuk menjelaskan sifat pautan yang memelihara nukleotida bersama.

Kekhususan tapak pemotongan endonucleases berbeza -beza. Terdapat beberapa jenis (seperti deoxyribonuclease i) enzim yang boleh dipotong menjadi tapak tidak spesifik, menghasilkan pemotongan yang agak rawak berkenaan dengan urutan.

Sebaliknya, kami mempunyai endonukleases yang sangat spesifik yang hanya memotong urutan tertentu. Kemudian kita akan menerangkan bagaimana ahli biologi molekul memanfaatkan harta benda ini.

Terdapat beberapa nukleus yang boleh bertindak dari endo dan exonucleases. Contohnya ialah nukleus mikrofon.

Fungsi

Nucleasas memangkin satu siri tindak balas yang sangat diperlukan untuk hidup. Aktiviti nukleus adalah elemen penting dalam replikasi DNA, kerana mereka membantu penghapusan primer atau Pertama dan mengambil bahagian dalam pembetulan kesilapan.

Dengan cara ini, dua proses yang relevan dengan rekombinasi dan pembaikan DNA dimediasi oleh nukleus.

Ia juga menyumbang untuk menjana perubahan struktur DNA, seperti laman web topoisomerisasi dan rekombinasi. Agar semua proses ini berlaku, rehat sementara pautan phosphodiéster diperlukan, dibuat oleh nukleus.

Di RNA, nukleus turut mengambil bahagian dalam proses asas. Contohnya, dalam kematangan utusan dan pemprosesan RNA gangguan. Dengan cara yang sama, mereka terlibat dalam proses kematian sel yang diprogramkan atau apoptosis.

Dalam organisma uniselular, nukleus mewakili sistem pertahanan yang membolehkan mereka mencerna DNA luaran yang memasuki sel.

Aplikasi: Enzim Sekatan

Ahli biologi molekul memanfaatkan kekhususan nukleus tertentu yang disebut nukleus sekatan tertentu. Ahli biologi menyedari bahawa bakteria dapat mencerna DNA asing yang diperkenalkan oleh teknik makmal.

Ia boleh melayani anda: Flora dan Fauna Antartika: Spesies Perwakilan

Semasa menyiasat lebih banyak fenomena ini, saintis menemui nukleus sekatan: enzim yang memotong DNA dalam urutan nukleotida tertentu. Mereka adalah sejenis "gunting molekul" dan kami dapati mereka dihasilkan untuk dijual.

DNA bakteria adalah "kebal" kepada mekanisme ini, kerana ia dilindungi oleh pengubahsuaian kimia dalam urutan yang menggalakkan degradasi. Setiap spesies dan ketegangan bakteria mempunyai nukleus khusus.

Molekul ini sangat berguna, kerana mereka memastikan bahawa potongan akan sentiasa dilakukan di tapak yang sama (dari 4 hingga 8 nukleotida panjang). Mereka memohon dalam teknologi DNA rekombinan.

Sebagai alternatif, dalam beberapa prosedur rutin (seperti PCR) kehadiran nuklease secara negatif mempengaruhi proses, kerana mereka mencerna bahan yang memerlukan dianalisis. Atas sebab ini, dalam beberapa kes, perlu menerapkan inhibitor enzim ini.

Rujukan

1. Coklat, t. (2011). Pengenalan kepada Genetik: Pendekatan Molekul. Sains Garland.
2. Davidson, J., & Adams, r. L. P. (1980). Biokimia Asid Nukleik Davidson. Saya terbalik.
3. Nishino, t., & Morikawa, k. (2002). Struktur dan fungsi nukleus dalam pembaikan DNA: bentuk, cengkaman, dan bilah gunting DNA. Oncogene, dua puluh satu(58), 9022.
4. Stoddard, b. L. (2005). Struktur dan Fungsi Homing Endonuclease. Ulasan Suku Tahunan Biofizik, 38(1), 49-95.
5. Yang, w. (2011). Nukleas: Kepelbagaian Struktur, Fungsi, dan Mekanisme. Ulasan Suku Tahunan Biofizik, 44(1), 1-93.