Endonukleaze su enzimi koji razgrađuju DNA i RNA, a da ih potpuno ne cijepaju. Skupina endonukleaza uključuje nekoliko enzimi, od kojih je svaka specifična za podlogu i djelovanje.
Što je endonukleaza?
Endonukleaze su razne enzimi koji nisu jedinstveni za ljude, ali se nalaze u svim živim bićima. Pripadaju nadređenoj skupini nukleaza. Endonukleaze razgrađuju DNA ili RNA, a da ih potpuno ne cijepaju. DNA ili deoksiribonukleinska kiselina je složena struktura šećer molekule (deoksiriboza) i nukleinske kiseline. Za obradu DNA, endonukleaze prekidaju fosfodiestersku vezu između pojedinih građevnih blokova. Fosfodiesterska veza drži DNA i RNA zajedno na okosnici. Nukleotidi DNA i RNA imaju fosforna kiselina talog. Nalazi se na šećer, čija okosnica tvori prsten. Ovaj prsten ima pet ugljen atomi; između ostalih, OH skupina, tj. spoj an kisik a vodik atom, nalazi se na ugljen atom C5. The ugljen atom C5 i OH skupina tvore an ester of fosforna kiselina, Ovaj fosforna kiselina ostatak dobiva sekundu ester vezu koja se sastoji od atoma ugljika C3 i odgovarajuće OH skupine. Rezultirajuća veza predstavlja 3′-5 ′ fosfodiestersku vezu.
Funkcija, radnja i uloge
Endonukleaze doprinose obradi DNA i RNA. The nukleinske kiseline adenin, timin, gvanin i citozin čine genetski kod, koji ne samo da prenosi informacije sljedećoj generaciji tijekom nasljeđivanja, već kontrolira i metabolizam stanica. Slijed različitih nukleinske kiseline u DNA kodira redoslijed kojim drugi enzimi - poznati kao ribosoma - lanac aminokiseline zajedno. svi proteini čine ovi lanci; prema tome, slijed od aminokiseline u proteinu ovisi o slijedu nukleinskih kiselina u DNA - što zauzvrat određuje oblik i funkciju proteina. Biologija se odnosi na prijevod genetskog koda u aminokiselinske lance kao prijevod. Prijevod se odvija u stanicama ljudskog tijela izvan stanične jezgre - ali DNA se nalazi isključivo unutar stanične jezgre. Stoga stanica mora napraviti kopiju DNA. The šećer molekula korištena u kopiji nije deoksiriboza, ali riboza. Prema tome, to je RNA. U biologiji se proizvodnja RNA naziva i transkripcijom i zahtijeva endonukleaze. Tijekom prevođenja, različiti enzimi moraju proširiti lanac nukleotida. Djelomično cijepanje endonukleazama također to omogućava. Endonukleaze također imaju istu funkciju replikacije, kada je potrebna kopija DNA kao dio stanične diobe.
Formiranje, pojava, svojstva i optimalne razine
Endonukleaze, kao i svi enzimi, jesu proteini sastavljen od lanaca aminokiseline. Sve amino kiseline imaju istu osnovnu strukturu: sastoje se od središnjeg atoma ugljika kojem pripadaju amino skupina, karboksilna skupina vodik atom, α-ugljikov atom i ostatna skupina su vezani. Ostatak je karakterističan za svaku aminokiselinu i određuje koji interakcije može nastati s drugim amino kiseline i druge tvari. Jednodimenzionalna struktura enzima u obliku njihovog aminokiselinskog lanca u biologiji se naziva i primarnom strukturom. Preklapanja se javljaju unutar lanca; drugi enzimi kataliziraju ovaj proces. Prostorni poredak stabiliziran je pomoću vodik veze koje nastaju između pojedinih građevnih blokova. Ova sekundarna struktura može se pojaviti i kao α-zavojnica i kao β-nabor. Sekundarna struktura proteina dalje se savija i poprima složenije oblike. Evo, interakcije između različitih aminokiselinskih ostataka igra presudnu ulogu. Zbog biokemijskih svojstava odgovarajućih ostataka konačno se pojavljuje tercijarna struktura. Samo u ovom obliku protein ima svoja konačna svojstva, koja u velikoj mjeri ovise o njegovom prostornom obliku. U slučaju enzima, ovaj oblik uključuje aktivno mjesto, gdje se odvija stvarna enzimska reakcija. U slučaju endonukleaza, aktivno mjesto reagira s DNA ili RNA kao supstratom.
Bolesti i poremećaji
Endonukleaze igraju važnu ulogu u popravljanju DNK razbijanjem njezinih lanaca. Popravak je potreban kada je DNK oštećena zračenjem ili kemijskim tvarima, na primjer. Čak i UV svjetlost može imati takav učinak. Povećana doza UV-B zračenja rezultira nakupljanjem timinskih dimera u DNA lancu. Oni deformiraju DNK i naknadno dovesti na poremećaje u umnožavanju DNA: enzim koji očitava DNA tijekom replikacije ne može proći deformaciju uzrokovanu timin-dimerima i stoga ne može nastaviti svoj rad. Ljudske stanice imaju različite mehanizme popravka. Popravak ekscizija uključuje upotrebu endonukleaza. Specijalizirana endonukleaza može prepoznati timinske dimere i druga oštećenja. Dva puta presijeca zahvaćeni DNA lanac, i prije i nakon oštećenog mjesta. Iako ovo uklanja dimer, stvara prazninu u kodu. Tada drugi enzim, DNA polimeraza, mora popuniti prazninu. Za usporedbu, on se oslanja na komplementarni DNA lanac i dodaje odgovarajuće bazne parove sve dok se praznina ne popuni i oštećeni DNA lanac ne obnovi. Ovaj popravak nije rijedak, ali se događa puno puta dnevno u tijelu. Poremećaji u procesu popravka mogu dovesti na razne poremećaje, na primjer koža bolest pigmentna kseroderma. U ovoj su bolesti pogođene osobe pretjerano osjetljive na sunčevu svjetlost jer stanice nisu u stanju popraviti UV oštećenja.
