endonuclease

endonükleazlar DNA ve RNA'yı tamamen parçalamadan parçalayan enzimlerdir. Endonükleazlar grubu, her biri bir substratta ve eyleme özel bir şekilde çalışan farklı enzimler içerir.

Endonükleaz nedir?

Endonükleazlar, sadece insanlarda değil, tüm canlılarda bulunan çeşitli enzimlerdir. Üst düzey nükleaz grubuna aittirler. Endonükleazlar, DNA veya RNA'yı tamamen parçalamadan bozarlar.

DNA veya deoksiribonükleik asit, şeker molekülleri (deoksiriboz) ve nükleik asitlerden oluşan karmaşık bir yapıdır. DNA'yı işlemek için, endonükleazlar, bağımsız yapı taşları arasındaki fosfodiester bağını koparır. Fosfodiester bağı, DNA ve RNA'yı omurgada bir arada tutar. DNA ve RNA'nın nükleotidleri bir fosforik asit kalıntısına sahiptir. Temel yapısı halka oluşturan şekerin üzerinde bulunur.

Bu halka beş karbon atomuna sahiptir; Diğer şeylerin yanı sıra, karbon atomu C5 üzerinde bir OH grubu, yani bir oksijen ve bir hidrojen atomunun bir kombinasyonu vardır. Karbon atomu C5 ve OH grubu, bir fosforik asit esterini oluşturur. Bu fosforik asit kalıntısı, karbon atomu C3 ve ilişkili OH grubundan oluşan ikinci bir ester bağı alır. Ortaya çıkan bağ, bir 3'-5'-fosfodiester bağıdır.

İşlev, efekt ve görevler

Endonükleazlar, DNA ve RNA'nın işlenmesine katkıda bulunur. Nükleik asitler adenin, timin, guanin ve sitozin, kalıtsal olarak sadece bilgiyi bir sonraki nesle aktarmayan, aynı zamanda hücrelerin metabolizmasını da kontrol eden genetik kodu oluşturur.

DNA'daki farklı nükleik asitlerin dizisi, diğer enzimlerin - sözde ribozomlar - amino asitleri zincirleme sırasını kodlar. Tüm proteinler bu zincirlerden oluşur; Bir proteindeki amino asitlerin dizisi, DNA'daki nükleik asitlerin dizisine bağlıdır - bu da, proteinin şeklini ve işlevselliğini belirler.

Biyoloji, genetik kodun amino asit zincirlerine çeviri olarak çevrilmesini ifade eder. Çeviri, hücre çekirdeğinin dışındaki insan vücudundaki hücrelerde gerçekleşir - DNA yalnızca hücre çekirdeğinin içinde bulunur. Bu nedenle hücrenin DNA'nın bir kopyasını yapması gerekir. Kopya, deoksiribozu bir şeker molekülü olarak değil, ribozu kullanır. Bu nedenle bir RNA'dır. RNA üretimi, biyolojide transkripsiyon olarak da adlandırılır ve endonükleazlar gerektirir.

Çeviri sırasında, çeşitli enzimlerin nükleotid zincirini uzatması gerekir. Endonükleazlar tarafından kısmi bölünme de bunu mümkün kılar. Endonükleazlar ayrıca hücre bölünmesi sırasında DNA'nın bir kopyası gerektiğinde replikasyonda aynı işleve sahiptir.

Eğitim, oluşum, özellikler ve optimum değerler

Tüm enzimler gibi endonükleazlar da amino asit zincirlerinden oluşan proteinlerdir. Tüm amino asitler aynı temel yapıya sahiptir: Bir amino grubu, bir karboksil grubu, tek bir hidrojen atomu, bir a-karbon atomu ve bir artık grubun eklendiği bir merkezi karbon atomundan oluşurlar. Geri kalanı, her bir amino asidin karakteristiğidir ve diğer amino asitler ve diğer maddelerle hangi etkileşimlere girebileceğini belirler.

Biyoloji, amino asit zincirleri biçiminde enzimlerin tek boyutlu yapısını da birincil yapı olarak tanımlar. Zincir içinde kıvrımlar var; diğer enzimler bu süreci katalize eder. Uzamsal düzen, bağımsız yapı blokları arasında oluşan hidrojen köprüleri tarafından dengelenir. Bu ikincil yapı hem bir α-sarmal hem de bir-tabaka olarak görünebilir. Proteinin ikincil yapısı katlanmaya ve daha karmaşık şekiller almaya devam ediyor. Çeşitli amino asit kalıntıları arasındaki etkileşimler burada çok önemli bir rol oynar.

İlgili kalıntıların biyokimyasal özelliklerine bağlı olarak, en sonunda üçüncül yapı oluşturulur. Protein, yalnızca bu formda, büyük ölçüde uzamsal forma bağlı olan nihai özelliklerine sahiptir. Bir enzim söz konusu olduğunda bu şekil, gerçek enzim reaksiyonunun gerçekleştiği aktif merkezi içerir. Endonükleazlar söz konusu olduğunda aktif bölge, substrat olarak DNA veya RNA ile reaksiyona girer.

Hastalıklar ve Bozukluklar

Endonükleazlar, zincirlerini kırarken DNA'nın onarımında önemli bir rol oynarlar. DNA, örneğin radyasyon veya kimyasal maddelerden zarar görmüşse onarım gereklidir. UV ışığı zaten bu etkiye sahip olabilir.

Artmış bir UV-B radyasyonu dozu, DNA zincirinde timin dimerlerinin birikmesine neden olur. DNA'yı deforme ederler ve daha sonra DNA'nın ikiye katlanmasında rahatsızlıklara neden olurlar: Kopyalama sırasında DNA'yı okuyan enzim, timin dimerlerinin neden olduğu deformasyonu önleyemez ve bu nedenle işine devam edemez.

İnsan hücrelerinin emrinde çeşitli onarım mekanizmaları vardır. Endonükleazlar, eksizyon onarımı için kullanılır. Özel bir endonükleaz, timin dimerlerini ve diğer hasarları tanıyabilir. Etkilenen DNA zincirini kusurdan önce ve sonra iki kez keser. Dimer kaldırılır, ancak kodda bir boşluk oluşturur. Başka bir enzim, DNA polimeraz, bu durumda boşluğu doldurmalıdır. Bir karşılaştırma olarak, tamamlayıcı DNA zincirini kullanır ve boşluk doldurulana ve hasarlı DNA zinciri geri yüklenene kadar karşılık gelen baz çiftlerini ekler.

Bu onarım nadir değildir, ancak vücutta günde birçok kez gerçekleşir. Onarım sürecindeki aksaklıklar, örneğin cilt hastalığı xeroderma pigmentosum gibi çeşitli bozukluklara yol açabilir. Bu hastalıkla, etkilenenler güneş ışığına aşırı duyarlıdır çünkü hücreler UV hasarını onaramaz.