Zdieľam:
Vlastnosti, štruktúry a funkcie Helicasa
helikázy Termín "enzým" znamená skupinu enzýmov proteického hydrolytického typu veľmi dôležitú pre všetky živé organizmy; sú tiež nazývané motorické proteíny. Tieto sa pohybujú cez bunkovú cytoplazmu a premieňajú chemickú energiu na mechanickú prácu hydrolýzou ATP.
Jeho najdôležitejšou funkciou je prerušenie vodíkových väzieb medzi dusíkatými bázami nukleových kyselín, čím sa umožní ich replikácia. Je dôležité zdôrazniť, že helikázy sú prakticky všadeprítomné, pretože sú prítomné vo vírusoch, baktériách a eukaryotických organizmoch..
Prvý z týchto proteínov alebo enzýmov bol objavený v roku 1976 v baktérii Escherichia coli; O dva roky neskôr bola objavená prvá helikáza v eukaryotickom organizme, v rastlinách ľalia.
V súčasnosti sú helikázové proteíny charakterizované vo všetkých prírodných oblastiach, vrátane vírusov, čo znamená, že sa vytvorili rozsiahle poznatky o týchto hydrolytických enzýmoch, ich funkciách v organizmoch a ich mechanickej úlohe..
index
- 1 Charakteristiky
- 1.1 DNA helikáza
- 1.2 helikázová RNA
- 2 Taxonómia
- 2.1 SF1
- 2.2 SF2
- 2.3 SF3
- 2.4 SF4
- 2,5 SF5
- 2.6 SF6
- 3 Štruktúra
- 4 Funkcie
- 4.1 DNA helikáza
- 4.2 RNA helikáza
- 5 Lekársky význam
- 5.1 Wernerov syndróm
- 5.2 Bloomový syndróm
- 5.3 Rothmund-Thomsonov syndróm
- 6 Referencie
rysy
Helikázy sú biologické alebo prírodné makromolekuly, ktoré urýchľujú chemické reakcie (enzýmy). Sú charakterizované hlavne separáciou chemických komplexov adenozíntrifosfátu (ATP) hydrolýzou.
Tieto enzýmy používajú ATP na viazanie a remodeláciu komplexov deoxyribonukleových kyselín (DNA) a ribonukleových kyselín (RNA)..
Existujú najmenej 2 typy helikáz: DNA a RNA.
DNA helikáza
DNA helikázy pôsobia na replikáciu DNA a sú charakterizované separáciou DNA z dvojvláknov na jednovláknové vlákna.
Helikázová RNA
Tieto enzýmy pôsobia v metabolických procesoch ribonukleovej kyseliny (RNA) a pri množení, reprodukcii alebo ribozomálnej biogenéze..
RNA helikáza je tiež kľúčová v procese pre-zostrihu messenger RNA (mRNA) a iniciácii syntézy proteínov po transkripcii DNA na RNA v bunkovom jadre..
taxonómie
Tieto enzýmy môžu byť diferencované podľa ich homológie v sekvenovaní aminokyselín centrálnej aminokyselinovej domény ATPázy alebo pre spoločné sekvenčné dôvody. Podľa klasifikácie sú tieto zoskupené do 6 nadrodín (SF 1-6):
SF1
Enzýmy tejto nadrodiny majú polaritu translokácie 3'-5 'alebo 5'-3' a netvoria prstencové štruktúry.
SF2
Je známa ako najväčšia skupina helikáz a je zložená najmä z RNA helikáz. Predstavujú polaritu translokácie všeobecne 3'-5 's veľmi málo výnimkami.
Majú deväť motívov (z angličtiny motívy, ktoré je preložené ako "opakujúce sa prvky") vysoko konzervatívnych aminokyselinových sekvencií a podobne ako SF1 netvoria prstencové štruktúry.
SF3
Sú to helikázy podobné vírusom a majú jedinečnú polaritu translokácie 3'-5 '. Majú iba štyri vysoko konzervatívne sekvenčné motívy a tvoria kruhové štruktúry alebo kruhy.
SF4
Prvýkrát boli opísané v baktériách a bakteriofágoch. Ide o skupinu replikujúcich alebo replikatívnych helikáz.
Majú jedinečnú polaritu translokácie 5'-3 'a majú päť vysoko konzervatívnych sekvenčných motívov. Tieto helikázy sa vyznačujú tým, že vytvárajú prstence.
SF5
Sú to proteíny typu Rho faktora. Helikázy superrodiny SF5 sú charakteristické pre prokaryotické organizmy a sú závislé od ATP. Predpokladá sa, že sú úzko spojené so SF4; Majú tiež kruhové a prstencové tvary.
SF6
Sú to proteíny zjavne súvisiace so superrodinou SF3; avšak SF6 predstavuje doménu ATPázových proteínov spojených s rôznymi bunkovými aktivitami (AAA proteíny), ktoré nie sú prítomné v SF3.
štruktúra
Štruktúrne všetky helikázy majú vysoko konzervované sekvenčné motívy v prednej časti svojej primárnej štruktúry. Časť molekuly má konkrétne aminokyselinové usporiadanie, ktoré závisí od špecifickej funkcie každej helikázy.
Štruktúrne najčastejšie študované helikázy sú superfiliny SF1. Je známe, že tieto proteíny sú zoskupené v 2 doménach veľmi podobných multifunkčným proteínom RecA a tieto domény medzi nimi tvoria ATP väzbovú kapsulu..
Nekonzervované oblasti môžu prezentovať špecifické domény typu rozpoznávania DNA, domény lokalizácie buniek a domény proteín-proteín.
funkcie
DNA helikáza
Funkcie týchto proteínov závisia od dôležitej škály faktorov, medzi ktorými je environmentálny stres, línia buniek, genetické pozadie a štádiá bunkového cyklu..
Je známe, že DNA helikázy SF1 spĺňajú špecifické funkcie pri opravách, replikácii, prenose a rekombinácii DNA.
Separujte reťazce dvojzávitnice DNA a podieľajte sa na udržiavaní telomérov, pri opravách spôsobených zlomom dvojitého vlákna a pri eliminácii proteínov spojených s nukleovými kyselinami..
Helikázová RNA
Ako bolo uvedené vyššie, RNA helikázy sú životne dôležité v prevažnej väčšine metabolických procesov RNA a je tiež známe, že tieto proteíny sa podieľajú na detekcii vírusovej RNA.
Okrem toho pôsobia na antivírusovú imunitnú reakciu, pretože v tele detekujú cudzie alebo cudzie RNA (u stavovcov)..
Lekársky význam
Helikázy pomáhajú bunkám prekonať endogénny a exogénny stres, vyhýbajú sa nestabilite chromozómov a udržiavajú bunkovú rovnováhu.
Zlyhanie tohto systému alebo homeostatická rovnováha súvisí s genetickými mutáciami zahŕňajúcimi gény, ktoré kódujú proteíny typu helikázy; preto sú predmetom biomedicínskych a genetických štúdií.
Nižšie uvádzame niektoré z chorôb súvisiacich s mutáciami v génoch, ktoré kódujú DNA ako proteíny helikázy:
Wernerov syndróm
Je to genetické ochorenie spôsobené mutáciou génu nazývaného WRN, ktorý kóduje helikázu. Mutantná helikáza nefunguje správne a spôsobuje sériu chorôb, ktoré spolu tvoria Wernerov syndróm.
Hlavnou charakteristikou tých, ktorí trpia touto patológiou, je predčasné starnutie. Aby sa choroba prejavila, mutantný gén musí byť zdedený od oboch rodičov; jeho výskyt je veľmi nízky a neexistuje liečba na jeho vyliečenie.
Bloomov syndróm
Bloom syndróm je genetické ochorenie spôsobené mutáciou autozomálneho génu nazývaného BLM, ktorý kóduje proteín helikázy. Vyskytuje sa len u jedincov homozygotných pre tento znak (recesívny).
Hlavnou charakteristikou tohto zriedkavého ochorenia je precitlivenosť na slnečné svetlo, ktorá spôsobuje kožné lézie typu erytromatóznej vyrážky. Stále neexistuje žiadny liek.
Rothmund-Thomsonov syndróm
Je tiež známy ako vrodená atrofická poikiloderma. Ide o patológiu genetického pôvodu, ktorá je veľmi zriedkavá: doteraz je na svete menej ako 300 prípadov.
Je spôsobená mutáciou génu RECQ4, autozomálneho génu s recesívnym prejavom, ktorý sa nachádza na chromozóme 8.
Symptómy alebo stavy tohto syndrómu zahŕňajú juvenilný katarakta, anomálie v kostrovom systéme, depigmentáciu, kapilárnu dilatáciu a atrofiu kože (poikiloderma). V niektorých prípadoch sa môže vyskytnúť hypertyreóza a nedostatok produkcie testosterónu.
referencie
- R.M. Brosh (2013). DNA helikázy zapojené do opravy DNA a ich úlohy pri rakovine. Príroda Recenzie Rak.
- Helikázy. Zdroj: nature.com.
- Helikázy. Zdroj: en.wikipedia.org.
- A. Juárez, L.P. Ostrovy, A.M. Rivera, S.E. Tellez, M.A. Duran (2011). Rothmund-Thompsonov syndróm (vrodená atrofická poikilodermia) u tehotnej ženy. Klinika a výskum gynekológie a pôrodníctva.
- K.D. Raney, A.K. Byrd, S. Aarattuthodiyil (2013). Štruktúra a mechanizmy SF1 DNA helikáz. Pokroky v experimentálnej medicíne a biológii.
- Bloomov syndróm. Získané z medicina.ufm.edu.
- M. Singleton, M.S. Dillingham, D.B. Wigley (2007). Štruktúra a mechanizmus translokácií helikálnej a nukleovej kyseliny. Ročný prehľad biochémie.