Kongsi:
Ciri Helicasa, struktur dan fungsi
The helikase merujuk kepada sekumpulan enzim jenis protein-hidrolisis yang sangat penting untuk semua organisma hidup; Mereka juga dikenali sebagai protein motor. Ini bergerak melalui sitoplasma sel, menukar tenaga kimia ke dalam kerja mekanikal oleh hidrolisis ATP.
Fungsi yang paling penting ialah memecahkan ikatan hidrogen antara asas nitrogen dengan asid nukleik, dengan itu membolehkan replikasi mereka. Adalah penting untuk menekankan bahawa heliks adalah praktikal di mana-mana, kerana mereka hadir dalam virus, bakteria dan dalam organisma eukariotik.
Yang pertama daripada protein atau enzim ini telah ditemui pada tahun 1976 dalam bakteria Escherichia coli; dua tahun kemudian helicase pertama ditemui dalam organisma eukariotik, dalam tumbuhan lily.
Pada masa ini protein helicase telah dicirikan di semua alam semulajadi termasuk virus, yang membayangkan bahawa pengetahuan yang luas mengenai enzim hidrolitik ini telah dihasilkan, fungsi mereka dalam organisma dan peranan mekanistik mereka.
Indeks
- 1 Ciri-ciri
- 1.1 Helikase DNA
- 1.2 RNA helicase
- 2 Taksonomi
- 2.1 SF1
- 2.2 SF2
- 2.3 SF3
- 2.4 SF4
- 2.5 SF5
- 2.6 SF6
- 3 Struktur
- 4 Fungsi
- 4.1 helikase DNA
- 4.2 Helikase RNA
- 5 Kepentingan perubatan
- 5.1 Sindrom Werner
- 5.2 Sindrom Bloom
- 5.3 Sindrom Rothmund-Thomson
- 6 Rujukan
Ciri-ciri
Helikase adalah makromolekul biologi atau semulajadi yang mempercepat reaksi kimia (enzim). Mereka dicirikan terutamanya dengan memisahkan kompleks kimia adenosine trifosfat (ATP) oleh hidrolisis.
Enzim-enzim ini menggunakan ATP untuk mengikat dan merombak kompleks asid deoksiribonukleat (DNA) dan asid ribonukleat (RNA).
Terdapat sekurang-kurangnya 2 jenis heliks: DNA dan RNA.
Helikase DNA
Helikopter DNA bertindak pada replikasi DNA dan dicirikan dengan memisahkan DNA dari helai berganda ke helai tunggal.
Helicase RNA
Enzim-enzim ini bertindak dalam proses metabolik asid ribonukleat (RNA) dan dalam pendaraban, pembiakan atau biogenesis ribosom.
Helikase RNA juga penting dalam proses pra-suntikan RNA messenger (mRNA) dan permulaan sintesis protein, selepas transkripsi DNA ke RNA dalam nukleus sel.
Taksonomi
Enzim-enzim ini boleh dibezakan mengikut homologi mereka dalam penjujukan asid amino daripada ATPase domain asid amino pusat, atau sebab-sebab penjujukan yang dikongsi bersama. Mengikut klasifikasi, ini dikumpulkan ke dalam 6 superfamili (SF 1-6):
SF1
Enzim superfamil ini mempunyai polaritas pemindahan 3'-5 'atau 5'-3' dan tidak membentuk struktur anulus.
SF2
Ia dikenali sebagai kumpulan heliks terbesar dan terdiri terutamanya daripada heliks RNA. Mereka mempersembahkan polaritas translocation secara amnya 3'-5 'dengan sangat sedikit pengecualian.
Mereka mempunyai sembilan motif (dari bahasa Inggeris motif, yang diterjemahkan sebagai "unsur berulang") daripada urutan asid amino yang sangat dipelihara dan, seperti SF1, tidak membentuk struktur anulus.
SF3
Mereka adalah helicases seperti virus dan mempunyai polarity translocation yang unik dari 3'-5 '. Mereka hanya mempunyai empat motif urutan yang sangat konservatif dan membentuk struktur cincin atau cincin.
SF4
Mereka telah dijelaskan buat kali pertama dalam bakteria dan bakteria. Mereka adalah sekumpulan heliks mereplikasi atau replika.
Mereka mempunyai polaritas translocation unik 5'-3 ', dan mempunyai lima motif urutan yang sangat konservatif. Helikas ini dicirikan kerana ia membentuk cincin.
SF5
Mereka adalah protein jenis faktor Rho. Heliat superfamili SF5 adalah ciri-ciri organisma prokariotik dan bergantung kepada ATP hexameric. Adalah difikirkan bahawa mereka berkait rapat dengan SF4; Mereka juga mempunyai bentuk cincin dan non-bentuk.
SF6
Mereka adalah protein yang berkaitan dengan superfamily SF3; bagaimanapun, SF6 menyajikan domain protein ATPase yang berkaitan dengan aktiviti selular yang berlainan (protein AAA) yang tidak terdapat dalam SF3.
Struktur
Secara struktural, semua heliks mempunyai motif urutan yang sangat dipelihara di bahagian anterior struktur utama mereka. Sebilangan molekul mempunyai susunan asid amino tertentu yang bergantung kepada fungsi spesifik setiap helikase.
Helikas yang paling dikaji secara struktural adalah superfamily SF1. Telah diketahui bahawa protein-protein ini dikelompokkan dalam 2 domain yang sangat mirip dengan protein pelbagai fungsi RecA, dan domain ini membentuk poket ATP yang mengikat di antara mereka.
Kawasan-kawasan yang tidak konservasi dapat memberikan domain tertentu jenis pengenalan DNA, domain lokalisasi selular dan domain protein-protein.
Fungsi
Helikase DNA
Fungsi protein ini bergantung pada pelbagai faktor penting, di mana tekanan persekitaran, garis keturunan sel, latar belakang genetik dan tahap kitaran sel menonjol..
Adalah diketahui bahawa heliks DNA SF1 memenuhi fungsi spesifik dalam pembaikan, replikasi, pemindahan dan rekombinasi DNA.
Rantai berasingan helix dua DNA dan mengambil bahagian dalam penyelenggaraan telomeres, dalam pembaikan kerana pecahnya dua helai dan dalam penghapusan protein yang berkaitan dengan asid nukleik.
Helicase RNA
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, heliks RNA adalah penting dalam kebanyakan proses metabolik RNA, dan juga diketahui bahawa protein-protein ini terlibat dalam pengesanan RNA virus.
Di samping itu, mereka bertindak balas terhadap tindak balas imun antivirus, kerana mereka mengesan RNA asing atau asing dalam badan (dalam vertebrata).
Kepentingan perubatan
Helikase membantu sel-sel mengatasi tekanan endogen dan eksogen, mengelakkan ketidakstabilan kromosom dan mengekalkan keseimbangan selular.
Kegagalan sistem ini atau keseimbangan homeostatik berkaitan dengan mutasi genetik yang melibatkan gen yang menyandikan protein jenis helicase; untuk sebab ini mereka adalah subjek kajian biomedikal dan genetik.
Di bawah ini kita akan menyebut beberapa penyakit yang berkaitan dengan mutasi dalam gen yang mengodkan DNA sebagai protein helikase:
Sindrom Werner
Ia adalah penyakit genetik yang disebabkan oleh mutasi gen yang dipanggil WRN, yang mengkodekan helikase. Helikase mutan tidak bertindak dengan betul dan menyebabkan satu siri penyakit yang bersama-sama membentuk sindrom Werner.
Ciri utama mereka yang menderita patologi ini adalah penuaan awal mereka. Bagi penyakit ini, gen mutan mesti diwarisi dari kedua ibu bapa; Insidennya sangat rendah dan tidak ada rawatan untuk menyembuhkannya.
Sindrom Bloom
Sindrom Bloom adalah penyakit genetik yang disebabkan oleh mutasi gen autosomal yang dipanggil BLM yang mengkodekan protein helikase. Ia hanya berlaku bagi individu yang homozygous untuk watak itu (resesif).
Ciri utama penyakit ini adalah hipersensitif kepada cahaya matahari, yang menyebabkan lesi kulit jenis ruam erythromatosus. Masih tiada penawar.
Sindrom Rothmund-Thomson
Ia juga dikenali sebagai poikiloderma atropik kongenital. Ia adalah patologi asal genetik yang sangat jarang berlaku: setakat ini terdapat kurang daripada 300 kes yang diterangkan di seluruh dunia.
Ia disebabkan oleh mutasi gen RECQ4, gen autosomal dengan manifestasi resesif yang terletak pada kromosom 8.
Gejala atau keadaan sindrom ini termasuk katarak remaja, anomali dalam sistem rangka, depigmentasi, dilatasi kapilari dan atrofi kulit (poikiloderma). Dalam beberapa kes hyperthyroidism dan kekurangan dalam pengeluaran testosteron mungkin berlaku.
Rujukan
- R.M. Brosh (2013). Helikopter DNA yang terlibat dalam pembaikan DNA dan peranan mereka dalam kanser. Alam Ulasan Cancer.
- Helicase Diambil dari nature.com.
- Helicase Diambil dari en.wikipedia.org.
- A. Juárez, L.P. Kepulauan, A.M. Rivera, S.E. Tellez, M.A. Duran (2011). Sindrom Rothmund-Thompson (kongenital poikilodermia kongenital) dalam wanita hamil. Klinik dan Penyelidikan di Ginekologi dan Obstetrik.
- K.D. Raney, A.K. Byrd, S. Aarattuthodiyil (2013). Struktur dan Mekanisme SF1 DNA Helicases. Kemajuan dalam Perubatan Eksperimen dan Biologi.
- Sindrom Bloom. Dipulihkan daripada medicina.ufm.edu.
- M. Singleton, M.S. Dillingham, D.B. Wigley (2007). Struktur dan mekanisme Helical and Nucleic Acid Translocases. Kajian Tahunan Biokimia.