Nuklease

Nuklease adalah enzim yang fungsinya memecah asid nukleik seperti asid ribonukleat atau asid deoksiribonukleik. Ini disebut sebagai pencernaan substrat lengkap atau separa.

Apa itu nuklease

Nuklease umumnya bertanggungjawab untuk pemecahan asid nukleik. Asid nukleik dapat dipecahkan baik dari hujung molekul asid nukleik dan dari pusatnya.

Terdapat juga apa yang disebut nuklease sekatan, yang memotong urutan asid nukleik hanya dari kawasan tertentu. Nuklease dikelaskan mengikut pelbagai kriteria. Satu kriteria adalah jenis asid nukleik (asid deoksiribonukleik atau asid ribonukleik). Kriteria lain berkaitan dengan struktur sekunder seperti helai dua atau helai tunggal. Ini juga penting untuk pemilihan kriteria sama ada degradasi berlaku dari hujung atau dari tengah molekul. Soalan seterusnya adalah di mana lokasi serangan terletak di antara lokasi 5 'dan 3' struktur gula-fosfat.

Peranan urutan asas urutan khusus dan tidak spesifik juga mengalir ke penentuan kriteria klasifikasi. Menurut kriteria ini, terdapat kelas klasifikasi yang berbeza. Nuklease dapat dikelaskan kepada exonucleases, endonucleases, deoxyribonucleases dan ribonucleases.

Fungsi, kesan & tugas

Fungsi nuklease adalah pelbagai. Fungsi penting adalah membelah DNA asing atau RNA baik urutan-spesifik dan tidak spesifik. Endonuklease sekatan bertanggungjawab untuk tugas ini.

Mereka memisahkan asid nukleik pada titik-titik tertentu dari hujungnya. Sama ada urutan asid nukleik yang serupa dipisahkan atau urutan tidak spesifik timbul. Endonuklease sekatan adalah sebahagian daripada sistem imun kerana ia memecah asid nukleik asing. Nuklease bukan spesifik sering bertanggungjawab untuk pencernaan asid nukleik. Namun, mereka juga mencerna asid nukleik sel mati semasa kematian sel yang diprogramkan, apoptosis. DNase, yang berlaku terutamanya di pankreas, hati, platelet dan plasma darah, memainkan peranan utama di sini.

MRNA dipengaruhi oleh kehadiran RNases. Pecahan RNA terkawal mengawal peraturan ekspresi gen. Eksonuklease memecah molekul DNA atau RNA individu dari hujungnya. Urutan asid nukleik tidak relevan di sini. Fungsi enzim ini adalah memecah sepenuhnya asid nukleik menjadi nukleotida yang sesuai. Nukleotida sama ada berfungsi sebagai binaan untuk membina semula asid nukleik atau mereka dipecah sepenuhnya. Dalam proses kejuruteraan genetik, nuklease sekatan digunakan sebagai alat pemotongan molekul untuk penyingkiran urutan asid nukleik yang tidak diinginkan.

Pendidikan, kejadian, sifat & nilai optimum

Perbezaan antara DNases dan RNases adalah kriteria pembezaan yang sangat penting. DNases memecah DNA. Terdapat DNase neutral dan berasid. DNase neutral terutamanya terbentuk di pankreas, hati, plasma darah dan platelet. Di sana mereka mengawal pemecahan DNA sebagai bagian dari apoptosis.

Kemerosotan DNA dengan menggunakan DNase neutral menyebabkan pembentukan nukleosida'-5-fosfat. Agar tidak menguraikan bahan genetik secara tidak spesifik, DNase neutral membentuk kompleks dengan protein aktin. Kompleks ini dianggap sebagai bentuk penyimpanan nuclease. Asid DNase (DNase II) juga terdapat di pankreas dan plasma darah, tetapi juga dalam air kencing dan susu ibu. Dengan bantuan DNase berasid, DNA dipecah menjadi nukleosida-3-fosfat. RNases menunjukkan pelbagai yang lebih besar. Kira-kira 50 RNase berbeza diketahui ada pada manusia, 9 di antaranya berkaitan dengan penyakit keturunan yang jarang berlaku.

RNases pada gilirannya dapat dibahagikan kepada exoribonucleases dan endoribonucleases, bergantung pada sama ada RNA terdegradasi di hujung atau berpecah dalam helai. Antara lain, RNases mempunyai fungsi penting dalam pengawalan gen dengan secara khusus membatasi jangka hayat tRNA. Mereka juga menyokong pengeluaran RNA baru yang dibuat khusus. Selanjutnya, sebagai sebahagian daripada sistem imun, mereka terlibat dalam memerangi RNA virus yang menyerang. RNase yang paling penting merangkumi RNase A, RNase H, RNase P, RNase R dan RNase D. RNase A secara khusus membelah RNA mengikut asas nitrogen pyrimidine seperti uracil atau sitosin. Ia terutama terdapat pada peluh dan memecah virus di sana sebelum mereka dapat menembusi organisma.

Itulah sebabnya ia sering disebut sebagai nuclease persekitaran. RNase H bertindak secara tidak spesifik dalam heterodupleks DNA-RNA, di mana ia memecah bahagian RNA. Heterodupleks RNA dan DNA adalah helai ganda yang terdiri daripada dua jenis asid nukleik. RNase membuang monomer RNA yang tersalah masuk ke dalam DNA dan menggantikannya dengan monomer DNA. RNase P menghilangkan pendahulu dalam penghasilan tRNA. RNase R membantu memecahkan mRNA bakteria dan RNase D bertanggungjawab untuk memproses tRNA.

Penyakit & Gangguan

Nuklease adalah enzim yang kekurangan atau kerosakannya boleh menyebabkan keluhan fizikal yang serius. Seperti yang telah disebutkan, sembilan RNase dikaitkan dengan penyakit keturunan yang sangat jarang berlaku.

Sebagai contoh, jika RNase H tidak cukup aktif, mutasi, pecahan helai dan pengumpulan urutan DNA dalam RNA berlaku. Sindrom Aicardi-Goutières yang disebut berkembang, yang menampakkan diri pada kanak-kanak sebagai serangan demam, muntah dan gelisah. Sebilangan bayi kehilangan kemahiran motorik mereka setelah beberapa bulan. Ramai pesakit mati pada awal kanak-kanak. Penyebab gejala ini adalah reaksi keradangan yang dimediasi oleh reaksi imun terhadap segmen DNA yang diperkaya dalam RNA.