Nukleazės yra fermentai (enzimai) kurio funkcija yra degraduoti nukleorūgštys z ribonukleino rūgštis or Deoksiribonukleorūgštis. Tai vadinama visišku arba daliniu substrato suardymu.
Kas yra nukleazės?
Nukleazės paprastai yra atsakingos už degradaciją nukleorūgštys. Šiame procese nukleorūgštis gali būti skaidoma nuo nukleorūgšties galų molekulės taip pat nuo jo vidurio. Taip pat yra vadinamųjų restrikcijos nukleazių, kurios nukerta tik tam tikrų regionų nukleorūgščių sekas. Nukleazės klasifikuojamos pagal įvairius kriterijus. Vienas kriterijus yra nukleino rūgšties tipas (Deoksiribonukleorūgštis or ribonukleino rūgštis). Kitas kriterijus susijęs su antrine struktūra, tokia kaip dviguba arba viena viela. Taip pat svarbu pasirinkti kriterijus, ar skilimas vyksta nuo molekulės galų, ar nuo vidurio. Kitas klausimas yra ta vieta, kur atakos vieta yra tarp 5 ir 3 ′ vietos cukrus-fosfatas pastoliai. Sekos specifinės ir nespecifinės bazinės sekos vaidmuo taip pat priklauso nuo klasifikavimo kriterijų nustatymo. Pagal šiuos kriterijus gaunamos skirtingos klasifikacijos klasės. Taigi, nukleazės gali būti klasifikuojamos į egzonukleazes, endonukleazes, dezoksiribonukleazes ir ribonukleazes.
Funkcija, veiksmas ir užduotys
Branduolių funkcijos yra įvairios. Viena svarbi funkcija yra suskaidyti svetimą DNR ar RNR tiek pagal seką, tiek nespecifiškai. Ribojimo endonukleazės yra atsakingos už šią užduotį. Jie skaldo nukleorūgštys konkrečiose vietose nuo jos galų. Procese arba suskaidomos panašios nukleorūgščių sekos, arba gaminamos nespecifinės sekos. Ribojimo endonukleazės yra imuninė sistema, nes jie ardo svetimą nukleiką rūgštys. Nespecifinės nukleazės dažnai yra atsakingos už nukleino virškinimą rūgštys. Tačiau jie suvirškina ir nukleiną rūgštys negyvų ląstelių per programuotą ląstelių mirtį, apoptozę. DNazės, kurios ypač gausu kasoje, kepenys, trombocitai ir kraujas plazma, vaidina svarbų vaidmenį šiame procese. MRNR įtaką daro RNazių buvimas. Kontroliuojamas RNR skaidymas kontroliuoja genas išraiška. Egzonukleazės suardo atskirą DNR ar RNR molekulės nuo galų. Čia nukleorūgščių seka nėra svarbi. Šių funkcija fermentai (enzimai) yra visiškai suardyti nukleorūgštis į atitinkamus nukleotidus. Proceso metu nukleotidai vėl tarnauja kaip blokai atnaujintai nukleorūgščių konstrukcijai, arba jie yra visiškai suardomi. Į genetinė inžinerija procedūros, restrikcijos nukleazės yra naudojamos kaip molekulinio pjovimo įrankiai tiksliniam nepageidaujamų nukleorūgščių sekų pašalinimui.
Formavimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės
DNazių ir RNazių išskyrimas yra ypač svarbus skiriamasis kriterijus. DNazės skaido DNR. Yra ir neutralių, ir rūgščių DNazių. Neutralios DNazės gaminamos ypač kasoje, kepenys, kraujas plazma ir trombocitai. Ten jie kontroliuoja DNR skilimą apoptozės metu. DNR skaidant neutralia DNaze, susidaro nukleozido'-5 fosfatai. Tam, kad genetinė medžiaga nebūtų suardyta konkrečiai, neutrali DNazė suaktyvina baltymą aktiną. Šis kompleksas laikomas nukleazės saugojimo forma. Rūgšties DNazės (DNazės II) taip pat yra kasoje ir kraujas plazmoje, bet ir šlapime ir Motinos pienas. Rūgšties DNazės pagalba DNR yra suskaidoma į nukleozido'-3 fosfatus. RNazės rodo didesnę įvairovę. Žmonėms žinoma apie 50 skirtingų RNazių, iš kurių 9 yra susijusios su retomis paveldimomis ligomis. Savo ruožtu RNazes galima suskirstyti į egzoribonukleazes ir endoribonukleazes, priklausomai nuo to, ar RNR yra suskaidyta nuo galų, ar suskaidyta grandinėje. Be kitų funkcijų, RNazės vaidina svarbų vaidmenį genas reguliavimas, specialiai ribojant tRNR gyvenimo trukmę. Jie taip pat padeda gaminti naują RNR tiksliai tinkamu būdu. Be to, kaip imuninė sistema, jie dalyvauja kovojant su įsiveržiančia virusine RNR. Svarbiausios RNazės yra RNazė A, RNazė H, RNazė P, RNazė R ir RNazė D. RNazė A specialiai skaido RNR pagal pirimidiną azotas bazės, tokios kaip uracilas ar citozinas. Ypač jo yra prakaite, kur jis skyla virusai kol jie negali patekti į organizmą. Dėl šios priežasties jis dažnai vadinamas aplinkos nukleaze. RNazė H nespecifiškai veikia DNR-RNR heterodupleksus, ardo RNR dalį. RNR ir DNR heteroduplexas yra dviguba grandinė, susidedanti iš dviejų skirtingų tipų nukleorūgščių. RNazė pašalina klaidingai į DNR įterptus RNR monomerus ir pakeičia juos DNR monomerais. RNase P pašalina pirmtaką gaminant tRNR. RNazė R padeda suardyti bakterijų iRNR, o RNazė D iš dalies atsakinga už tRNR apdorojimą.
Ligos ir sutrikimai
Nukleazės yra fermentai (enzimai) kurių nebuvimas ar sutrikimas gali vadovauti iki rimtų fizinių negalavimų. Kaip minėta anksčiau, devynios RNazės yra susijusios su labai retomis paveldimomis ligomis. Pavyzdžiui, nepakankamas RNazės H aktyvumas lemia mutacijas, grandinių pertraukas ir DNR sekų kaupimąsi RNR. Tai sukelia vadinamąjį Aicardi-Goutières sindromą, kuris jau pasireiškia kūdikiams karščiavimo epizodais, vėmimas ir jaudulys. Kai kuriems kūdikiams išmokti motoriniai įgūdžiai vėl prarandami po kelių mėnesių. Daugelis pacientų miršta anksti vaikystė. Šiuos simptomus sukelia uždegiminės reakcijos, kurias sukelia imuniniai atsakai į RNR praturtintus DNR segmentus.
