Karakteristik, Struktur dan Fungsi Exonuclease

Itu exonucleas Mereka adalah jenis nukleas yang mencerna asam nukleat dengan salah satu ujung bebasnya - baik 3 'atau 5'. Hasilnya adalah pencernaan progresif bahan genetik, melepaskan nukleotida satu per satu. Mitra enzim ini adalah endonuklease, yang menghidrolisis asam nukleat di bagian internal rantai.

Enzim ini bertindak melalui hidrolisis ikatan fosfodiéster dari rantai nukleotida. Mereka berpartisipasi dalam pemeliharaan stabilitas genom dan beberapa aspek metabolisme sel.

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

Secara khusus, baik dalam garis keturunan prokariot dan eukariotik kami menemukan berbagai jenis eksonuklease yang berpartisipasi dalam replikasi dan perbaikan DNA dan dalam pematangan dan degradasi RNA.

[TOC]

Karakteristik

Eksonuklease adalah jenis nukleas yang menghidrolisis ikatan fosfodiéster rantai asam nukleat secara progresif oleh salah satu ujungnya, baik 3 atau 5 '.

Ikatan fosfodiéster dibentuk oleh persimpangan kovalen antara gugus hidroksil yang terletak di karbon 3 'dan gugus fosfat yang terletak di karbon 5'. Persatuan antara kedua kelompok kimia diterjemahkan menjadi ikatan rangkap dari tipe ester. Fungsi exonucleases - dan nukleas secara umum - adalah untuk memecahkan tautan kimia ini.

Ada berbagai macam exonucleases. Enzim ini dapat menggunakan DNA atau RNA sebagai substrat, tergantung pada jenis nuclease. Demikian pula, molekulnya bisa dalam pita sederhana atau ganda.

Fungsi

Salah satu aspek penting untuk menjaga kehidupan suatu organisme dalam kondisi optimal adalah stabilitas genom. Untungnya, bahan genetik memiliki serangkaian mekanisme yang sangat efektif yang memungkinkan perbaikannya, jika terpengaruh.

Mekanisme ini membutuhkan kerusakan terkontrol dari ikatan fosfodiéster, dan, seperti yang kami sebutkan, nucleas adalah enzim yang memenuhi fungsi vital ini.

Dapat melayani Anda: Dukungan: Karakteristik, fungsi, dan contoh

Polimerase adalah enzim yang ada di kedua eukariota dan prokariota yang berpartisipasi dalam sintesis asam nukleat. Pada bakteri, tiga jenis telah dikarakterisasi dan dalam eukariota lima. Dalam enzim ini, aktivitas eksonuklease diperlukan untuk memenuhi fungsinya. Selanjutnya kita akan melihat bagaimana mereka melakukannya.

Aktivitas eksonuklease pada bakteri

Pada bakteri, tiga polimerase memiliki aktivitas eksonuklease. Polymerase I memiliki aktivitas dalam dua arah: 5'-3 'dan 3'-5', sedangkan II dan III hanya aktivitas saat ini dalam arti 3'-5 '.

Kegiatan 5'-3 'memungkinkan enzim untuk menarik Pertama RNA, ditambahkan oleh enzim yang disebut prima. Selanjutnya, celah yang dibuat akan diisi dengan nukleotida yang baru disintesis.

Dia Pertama Ini adalah molekul yang dibentuk oleh beberapa nukleotida yang memungkinkan kita memulai aktivitas DNA polimerase. Jadi Anda akan selalu hadir di acara replikasi.

Jika DNA polimerase menambahkan nukleotida yang tidak sesuai, dapat memperbaikinya berkat aktivitas eksonuklease.

Aktivitas exonuclease dalam eukariota

Lima polimerase dalam organisme ini dilambangkan dengan menggunakan huruf -huruf Yunani. Hanya Gamma, Delta dan Epsilon yang menghadirkan aktivitas eksonuklease, semuanya ke arah 3'-5 '.

DNA gamma polimerase terkait dengan replikasi DNA mitokondria, sedangkan dua sisanya berpartisipasi dalam replikasi bahan genetik yang terletak di nukleus dan dalam perbaikan yang sama.

Degradasi

Eksonuklease adalah enzim utama dalam menghilangkan molekul asam nukleat tertentu yang tidak lagi diperlukan untuk tubuh.

Dalam beberapa kasus, sel harus mencegah aksi enzim ini mempengaruhi asam nukleat yang harus dipertahankan.

Misalnya, "kap" ditambahkan dalam RNA messenger. Ini terdiri dari metilasi terminal guanin dan dua unit ribosa. Dipercayai bahwa fungsi caperuza adalah perlindungan DNA terhadap aksi exonuclease 5 '.

Itu dapat melayani Anda: padang rumput laut: apa itu, karakteristik, flora, fauna

Contoh

Salah satu mantan -ducaseousas. Enzim ini berada di rute perbaikan DNA yang berbeda. Itu relevan untuk pemeliharaan telomer.

Eksonuklease ini memungkinkan pengaturan celah di kedua rantai, yang, jika tidak diperbaiki, dapat menyebabkan ulang atau penghapusan kromosom yang diterjemahkan menjadi pasien dengan kanker atau penuaan prematur.

Aplikasi

Beberapa eksonukleas adalah untuk penggunaan komersial. Misalnya exonuclease i yang memungkinkan degradasi Primer di Band Sederhana (tidak dapat menurunkan substrat double-band), Exonuclease III digunakan untuk mutagenesis yang diarahkan ke lokasi dan bekas eksonuklease lambda dapat digunakan untuk menghilangkan nukleotida yang terletak di ujung 5 'DNA double band ganda DNA ganda.

Secara historis, eksonuklease menentukan unsur -unsur dalam proses menjelaskan sifat hubungan yang disimpan bersama dengan blok struktural asam nukleat: nukleotida.

Selain itu, dalam beberapa teknik sekuensing lama, aksi eksonukleasi digabungkan dengan penggunaan spektrometri massa.

Karena produk dari exonuclease adalah rilis progresif oligonukleotida, itu mewakili alat yang nyaman untuk analisis urutan. Meskipun metode ini tidak bekerja dengan baik, itu berguna untuk urutan pendek.

Dengan cara ini, eksonuklease dianggap sebagai alat yang sangat fleksibel dan tak ternilai di laboratorium untuk manipulasi asam nukleat.

Struktur

Eksonuklease memiliki struktur yang sangat bervariasi, sehingga tidak mungkin untuk menggeneralisasi karakteristik mereka. Hal yang sama dapat diekstrapolasi untuk berbagai jenis nukleas yang kita temukan dalam organisme hidup. Oleh karena itu, kami akan menjelaskan struktur enzim tepat waktu.

Exonuclease I (EXOI) diambil dari organisme model Escherichia coli Ini adalah enzim monomer, yang terlibat dalam rekombinasi dan perbaikan bahan genetik. Berkat penerapan teknik kristalografi, dimungkinkan untuk menggambarkan strukturnya.

Itu dapat melayani Anda: gametoogenesis

Selain domain eksonuklease polimerase, enzim mencakup domain lain yang disebut SH3. Tiga daerah digabungkan sehingga mereka membentuk semacam C, meskipun beberapa segmen membuat enzim mirip dengan satu atau.

Referensi

1. Breyer, w. KE., & Matthews, b. W. (2000). Struktur dari Escherichia coli exonuclease Saya menyarankan bagaimana prosestivitas terasa terasa. Alam Struktural & Biologi Molekuler, 7(12), 1125.
2. Brown, t. (2011). Pengantar Genetika: Pendekatan Molekuler. Ilmu Garland.
3. Davidson, J., & Adams, R. L. P. (1980). Biokimia Asam Nukleat 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 harus berhenti dalam pemangkasan asam nukleat: Struktur kristal kompleks produksi T RNase. Penelitian Asam Nukleat, 40(16), 8144-8154.
5. Khare, v., & Eckert, k. KE. (2002). Proofreading 3 '→ 5' Aktivitas eksonuklease DNA polimerase: penghalang kinetik untuk sintesis DNA transesi. Penelitian mutasi/mekanisme fundamental dan molekuler mutageSis, 510(1-2), 45-54.
6. Kolodner, r. D., & Marsischky, G. T. (1999). Perbaikan ketidakcocokan DNA eukariotik. Opini Saat Ini dalam Genetika & Pengembangan, 9(1), 89-96.
7. Nishino, t., & Morikawa, K. (2002). Struktur dan fungsi nuklease dalam perbaikan DNA: bentuk, cengkeraman, dan bilah gunting DNA. Onkogen, dua puluh satu(58), 9022.
8. Orans, J., McSweeney, e. KE., Iyer, r. R., Hast, m. KE., HELLINGA, h. W., Modrich, hlm., & Beese, l. S. (2011). Struktur Kompleks Eksonuklease 1 DNA manusia menunjukkan mekanisme terpadu untuk keluarga nuclease. Sel, 145(2), 212-223.
9. Yang, w. (2011). Nucleases: Keragaman struktur, fungsi, dan mekanisme. Ulasan Triwulan Biofisika, 44(1), 1-93.