nükleazlare

nükleazlare işlevi ribonükleik asit veya deoksiribonükleik asit gibi nükleik asitleri parçalamak olan enzimlerdir. Bu, substratın tamamen veya kısmen sindirilmesi olarak adlandırılır.

Nükleaz nedir

Nükleazlar genellikle nükleik asitlerin parçalanmasından sorumludur. Nükleik asit, hem nükleik asit moleküllerinin uçlarından hem de merkezinden parçalanabilir.

Sadece belirli bölgelerden nükleik asit dizilerini kesen sözde sınırlama nükleazları da vardır. Nükleazlar çeşitli kriterlere göre sınıflandırılır. Kriterlerden biri nükleik asit türüdür (deoksiribonükleik asit veya ribonükleik asit). Diğer bir kriter, çift sarmal veya tek sarmal gibi ikincil yapı ile ilgilidir. Bozulmanın molekülün uçlarından mı yoksa ortasından mı meydana geldiği kriterlerin seçimi için de önemlidir. Bir sonraki soru, saldırı bölgesinin şeker-fosfat yapısının 5 've 3' pozisyonları arasında nerede olduğudur.

Sekansa özgü ve spesifik olmayan temel sekansın rolü de, sınıflandırma kriterlerinin belirlenmesine akar. Bu kriterlere göre çeşitli sınıflandırma sınıfları bulunmaktadır. Nükleazlar, eksonükleazlar, endonükleazlar, deoksiribonükleazlar ve ribonükleazlar olarak sınıflandırılabilir.

İşlev, efekt ve görevler

Nükleazların işlevleri çeşitlidir. Önemli bir fonksiyon, yabancı DNA veya RNA'yı hem sekansa özel hem de spesifik olmayan parçalamaktır. Bu görevden kısıtlama endonükleazları sorumludur.

Nükleik asitleri uçlarından belirli noktalarda ayırırlar. Ya benzer nükleik asit sekansları bölünür veya spesifik olmayan sekanslar ortaya çıkar. Kısıtlama endonükleazları, yabancı nükleik asitleri parçaladıkları için bağışıklık sisteminin bir parçasıdır. Spesifik olmayan nükleazlar genellikle nükleik asitlerin sindirilmesinden sorumludur. Bununla birlikte, programlanmış hücre ölümü olan apoptoz sırasında ölü hücrelerin nükleik asitlerini de sindirirler. Özellikle pankreas, karaciğer, trombositler ve kan plazmasında oluşan DNaz burada önemli bir rol oynar.

MRNA, RNazların varlığından etkilenir. RNA'nın kontrollü parçalanması, gen ifadesinin düzenlenmesini kontrol eder. Eksonükleazlar, tek tek DNA veya RNA moleküllerini uçlardan parçalar. Nükleik asit dizisi burada önemsizdir. Bu enzimlerin işlevi, nükleik asitleri ilgili nükleotidlere tamamen parçalamaktır. Nükleotidler ya nükleik asitlerin yeniden inşası için yapı taşları görevi görür ya da tamamen parçalanırlar. Genetik mühendisliği işlemlerinde, kısıtlama nükleazları, istenmeyen nükleik asit dizilerinin hedeflenen uzaklaştırılması için moleküler bir kesme aracı olarak kullanılır.

Eğitim, oluşum, özellikler ve optimum değerler

DNazlar ve RNazlar arasındaki ayrım, özellikle önemli bir farklılaştırma kriteridir. DNazlar DNA'yı parçalar. Hem nötr hem de asidik DNazlar vardır. Nötr DNazlar özellikle pankreas, karaciğer, kan plazması ve trombositlerde oluşur. Orada apoptozun bir parçası olarak DNA'nın parçalanmasını kontrol ederler.

DNA'nın nötr DNaz aracılığıyla bozunması, nükleosit'-5-fosfatların oluşumuna yol açar. Genetik materyali spesifik olmayan bir şekilde parçalamamak için nötr DNaz protein aktin ile bir kompleks oluşturur. Bu kompleks, nükleazın saklama formu olarak kabul edilir. Asit DNaz (DNaz II) ayrıca pankreasta ve kan plazmasında, ayrıca idrarda ve anne sütünde de mevcuttur. Asidik DNazın yardımıyla DNA, nükleosit'-3-fosfatlara ayrılır. RNazlar daha fazla çeşitlilik gösterir. İnsanlarda yaklaşık 50 farklı RNaz bilinmektedir, bunlardan 9'u nadir kalıtsal hastalıklarla ilgilidir.

RNazlar, RNA'nın uçlarda bozunmasına veya sarmal içinde bölünmesine bağlı olarak eksoribonükleazlara ve endoribonükleazlara bölünebilir. Diğer şeylerin yanı sıra, RNazlar, tRNA'nın ömrünü spesifik olarak sınırlandırarak gen regülasyonunda önemli bir işleve sahiptir. Yeni RNA'nın özel yapım üretimini de desteklerler. Ayrıca, bağışıklık sisteminin bir parçası olarak, istilacı viral RNA'ya karşı mücadelede yer alırlar. En önemli RNazlar arasında RNase A, RNase H, RNase P, RNase R ve RNase D bulunur. RNase A, RNA'yı urasil veya sitozin gibi bir pirimidin nitrojen bazına göre spesifik olarak böler. Özellikle terde bulunur ve organizmaya nüfuz etmeden önce oradaki virüsleri parçalar.

Bu nedenle genellikle çevresel bir nükleaz olarak anılır. RNaz H, RNA bölümünü parçaladığı DNA-RNA heterodublekslerinde spesifik olmayan bir şekilde hareket eder. Bir heterodubleks RNA ve DNA, iki farklı nükleik asit türünden oluşan çift sarmaldır. RNaz, yanlışlıkla DNA'ya yerleştirilmiş RNA monomerlerini kaldırır ve bunları DNA monomerleriyle değiştirir. RNase P, tRNA üretiminde öncülü ortadan kaldırır. RNase R, bakteriyel mRNA'nın parçalanmasına yardımcı olur ve RNase D, tRNA'nın işlenmesinden sorumludur.

Hastalıklar ve Bozukluklar

Nükleazlar, eksikliği veya arızası ciddi fiziksel şikayetlere yol açabilen enzimlerdir. Daha önce belirtildiği gibi, dokuz RNaz çok nadir kalıtsal hastalıklarla ilişkilidir.

Örneğin, RNase H yeterince aktif değilse, RNA'da mutasyonlar, iplik kopmaları ve DNA sekanslarının birikmesi meydana gelir. Çocuklarda zaten ateş, kusma ve kıpır kıpır nöbetlerle ifade edilen sözde Aicardi-Goutières sendromu gelişir. Bazı bebekler öğrenilmiş motor becerilerini birkaç ay sonra tekrar kaybederler. Birçok hasta erken çocukluk döneminde ölür. Bu semptomların nedeni, RNA'daki zenginleştirilmiş DNA segmentlerine verilen immün reaksiyonların aracılık ettiği enflamatuar reaksiyonlardır.