Endonucleazele sunt enzime care degradează ADN-ul și ARN-ul fără a le scinda complet. Grupul de endonucleaze include mai multe enzime, fiecare dintre acestea fiind specific pentru substrat și acțiune.
Ce este un endonuclează?
Endonucleazele sunt diverse enzime care nu sunt unice pentru oameni, ci se găsesc în toate viețuitoarele. Acestea aparțin grupului supraordonat de nucleaze. Endonucleazele degradează ADN-ul sau ARN-ul fără a-l scinda complet. ADN sau acidul dezoxiribonucleic este o structură complexă a zahăr molecule (dezoxiriboză) și acizi nucleici. Pentru a procesa ADN-ul, endonucleazele rup legătura fosfodiesterică între blocurile individuale. Legătura fosfodiesterică ține ADN-ul și ARN-ul împreună la coloana vertebrală. Nucleotidele ADN și ARN au acid fosforic reziduu. Este situat pe zahăr, a cărei coloană vertebrală formează un inel. Acest inel are cinci carbon atomi; printre altele, un grup OH, adică un compus al unui oxigen și hidrogen atom, este situat la carbon atomul C5. carbon atomul C5 și grupul OH formează un ester of acid fosforic. Acest acid fosforic reziduul obține o secundă ester legătură, care constă din atomul de carbon C3 și grupa OH corespunzătoare. Legătura rezultată reprezintă o legătură fosfodiesterică 3'-5 '.
Funcția, acțiunea și rolurile
Endonucleazele contribuie la procesarea ADN-ului și ARN-ului. acizi nucleici adenina, timina, guanina și citozina formează codul genetic, care nu numai că transmite informații generației următoare în timpul moștenirii, ci și controlează metabolismul celular. Succesiunea diferitelor acizi nucleici în codurile ADN ordinea în care alte enzime - cunoscute sub numele de ribozomi - lanț aminoacizi împreună. Toate proteine sunt alcătuite din aceste lanțuri; în consecință, secvența de aminoacizi într-o proteină depinde de secvența acizilor nucleici din ADN - care la rândul său determină forma și funcția proteinei. Biologia se referă la traducerea codului genetic în lanțuri de aminoacizi ca traducere. Traducerea are loc în celulele corpului uman în afara nucleului celular - dar ADN-ul este situat exclusiv în interiorul nucleului celular. Prin urmare, celula trebuie să facă o copie a ADN-ului. zahăr molecula utilizată în copie nu este dezoxiriboză, ci riboza. Prin urmare, este un ARN. În biologie, producția de ARN se mai numește transcripție și necesită endonucleaze. În timpul traducerii, diferite enzime trebuie să extindă lanțul de nucleotide. Scindarea parțială prin endonucleaze face, de asemenea, acest lucru posibil. Endonucleazele au, de asemenea, aceeași funcție în replicare, atunci când este necesară o copie a ADN ca parte a diviziunii celulare.
Formare, apariție, proprietăți și niveluri optime
Endonucleazele, ca toate enzimele, sunt proteine compus din lanțuri de aminoacizi. Toți amino acizi au aceeași structură de bază: constau dintr-un atom de carbon central la care se află o grupare amino, o grupare carboxil, o singură hidrogen sunt atașați un atom, un atom de α-carbon și o grupă de reziduuri. Reziduul este caracteristic fiecărui aminoacid și determină care interacţiuni se poate forma cu alți amino acizi și alte substanțe. Structura unidimensională a enzimelor sub forma lanțului lor de aminoacizi se mai numește structură primară în biologie. Pliurile apar în cadrul lanțului; alte enzime catalizează acest proces. Ordinea spațială este stabilizată de hidrogen legături care se formează între elementele de construcție individuale. Această structură secundară poate apărea atât ca o α-helix cât și ca o β-fold. Structura secundară a proteinei se pliază mai mult și capătă forme mai complexe. Aici interacţiuni între diferitele reziduuri de aminoacizi joacă rolul crucial. Datorită proprietăților biochimice ale reziduurilor respective, structura terțiară apare în cele din urmă. Numai în această formă proteina are proprietățile sale finale, care depind în mare măsură de forma sa spațială. În cazul unei enzime, această formă include locul activ, unde are loc reacția enzimatică efectivă. În cazul endonucleazelor, situsul activ reacționează cu ADN sau ARN ca substrat.
Boli și tulburări
Endonucleazele joacă un rol important în repararea ADN-ului prin ruperea lanțurilor sale. Reparația este necesară atunci când ADN-ul a fost deteriorat de radiații sau substanțe chimice, de exemplu. Chiar și lumina UV poate avea acest efect. Un sporit doză de radiații UV-B are ca rezultat acumularea dimerilor timinici în catena de ADN. Ele deformează ADN-ul și ulterior conduce la întreruperi în duplicarea ADN-ului: enzima care citește ADN-ul în timpul replicării nu poate trece de deformarea cauzată de dimerii timinului și, prin urmare, nu își poate continua activitatea. Celulele umane au diverse mecanisme de reparare. Repararea exciziei implică utilizarea endonucleazelor. O endonuclează specializată este capabilă să recunoască dimerii timinei și alte daune. Tăie de două ori catena de ADN afectată, atât înainte, cât și după locul defect. Deși acest lucru elimină dimerul, creează un gol în cod. O altă enzimă, ADN polimeraza, trebuie să umple golul. Ca o comparație, se bazează pe catena de ADN complementară și adaugă perechile de baze adecvate până când golul este umplut și catena de ADN deteriorată este restabilită. Această reparație nu este rară, dar apare de multe ori pe zi în corp. Perturbările din procesul de reparație pot conduce la diferite tulburări, de exemplu piele boală xeroderma pigmentară. În această boală, persoanele afectate sunt excesiv de sensibile la lumina soarelui, deoarece celulele nu sunt capabile să repare daunele UV.
