endonukleáz

endonukleázok enzimek, amelyek lebontják a DNS-t és az RNS-t anélkül, hogy teljesen lebontanák őket. Az endonukleázok csoportja különféle enzimeket foglal magában, amelyek mindegyike szubsztrátban és cselekvés-specifikus módon működik.

Mi az endonukleáz?

Az endonukleázok különféle enzimek, amelyek nem csak az emberekben fordulnak elő, hanem minden élőlényben megtalálhatók. A nukleázok felügyelt csoportjába tartoznak. Az endonukleázok lebontják a DNS-t vagy az RNS-t anélkül, hogy teljesen megbontanák őket.

A DNS vagy dezoxiribonukleinsav cukormolekulák (dezoxiribóz) és nukleinsavak komplex szerkezete. A DNS feldolgozása érdekében az endonukleázok megszakítják a foszfodiészter kötést az egyes építőelemek között. A foszfodiészter kötés a DNS-t és az RNS-t együtt tartja a gerincen. A DNS és az RNS nukleotidjai foszforsavmaradékkal rendelkeznek. A cukoron helyezkedik el, amelynek alapszerkezete gyűrűt képez.

Ez a gyűrű öt szénatomot tartalmaz; Többek között van egy OH csoport a C5 szénatomon, vagyis egy oxigén és egy hidrogén atom kombinációja. A C5 szénatom és az OH csoport a foszforsav észterét képezi. Ez a foszforsavmaradék második észterkötést kap, amely a C3 szénatomból és a hozzá kapcsolódó OH csoportból áll. A kapott kötés 3'-5'-foszfodiészter kötés.

Funkció, hatás és feladatok

Az endonukleázok hozzájárulnak a DNS és az RNS feldolgozásához. Az adenin, a timin, a guanin és a citozin nukleinsavak alkotják a genetikai kódot, amely nem csupán az öröklés utáni információt továbbítja a következő generáció számára, hanem a sejtek anyagcseréjét is szabályozza.

A különböző nukleinsavak szekvenciája a DNS-ben azt a sorrendet kódolja, amelyben más enzimek - úgynevezett riboszómák - láncolják az aminosavakat. Az összes fehérje ezekből a láncokból áll; a fehérje aminosavainak szekvenciája a DNS nukleinsavak szekvenciájától függ - ez viszont meghatározza a fehérje alakját és funkcionalitását.

A biológia a genetikai kód aminosavláncokká történő transzlációjára utal, mint transzlációra. A transzláció az emberi test sejtjeiben zajlik a sejtmagon kívül - a DNS csak a sejtmagban található. Ezért a sejtnek el kell készítenie a DNS másolatát. A példányban nem dezoxiribózt használnak cukormolekulaként, hanem ribozt. Ezért ez egy RNS. Az RNS termelését biológiában transzkripciónak is nevezik, és endonukleázokat igényel.

A transzláció során a különféle enzimeknek meg kell hosszabbítaniuk a nukleotidok láncát. Az endonukleázok általi részleges hasítás ezt is lehetővé teszi. Az endonukleázok ugyanolyan funkcióval bírnak a replikációban, ha a sejtosztás során a DNS másolatára van szükség.

Oktatás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek

Az összes enzimhez hasonlóan az endonukleázok olyan fehérjék, amelyek aminosavak láncaiból állnak. Az összes aminosav azonos bázisszerkezettel rendelkezik: Középső szénatomból áll, amelyhez aminocsoport, karboxilcsoport, egyetlen hidrogénatom, α-szénatom és maradékcsoport kapcsolódik. A többi minden aminosavra jellemző, és meghatározza, hogy mely kölcsönhatásokba léphet más aminosavakkal és más anyagokkal.

A biológia emellett az enzimek egydimenziós szerkezetét írja le aminosavláncuk formájában, mint elsődleges szerkezetet. A láncon belül redők vannak; más enzimek katalizálják ezt a folyamatot. A térszerkezetet az egyes építőelemek között kialakuló hidrogénhidak stabilizálják. Ez a másodlagos szerkezet megjelenhet mind α-hélix, mind β-lemezként. A fehérje másodlagos szerkezete továbbra is hajtogat és komplexebb formákat ölt. A különféle aminosavmaradékok közötti kölcsönhatások itt döntő szerepet játszanak.

Az egyes maradékok biokémiai tulajdonságai alapján végül létrejön a harmadlagos szerkezet. Csak ebben a formában van a proteinnek végső tulajdonságai, amelyek nagymértékben függnek a térbeli formától. Enzim esetében ez a forma magában foglalja az aktív központot, ahol a tényleges enzimreakció zajlik. Endonukleázok esetén az aktív hely szubsztrátumként reagál a DNS-sel vagy RNS-sel.

Betegségek és rendellenességek

Az endonukleázok fontos szerepet játszanak a DNS helyreállításában, mivel megszakítják a láncát. A javításra akkor van szükség, ha a DNS-t például sugárzás vagy vegyi anyagok károsítják. Az ultraibolya fénynek már lehet ilyen hatása.

Az UV-B sugárzás megnövekedett dózisa timin dimer felhalmozódását eredményezi a DNS-szálban. Deformálják a DNS-t, és később zavarokat okoznak a DNS megduplázódásában: Az az enzim, amely a DNS-t a replikáció során kiolvassa, nem tudja elkerülni a timin-dimerok által okozott deformációt, ezért nem tudja folytatni a munkáját.

Az emberi sejtek rendelkeznek különféle javítási mechanizmusokkal. Az endonukleázokat az ürítés javításához használják. A speciális endonukleáz képes felismerni a timin dimerjeit és az egyéb károkat. Kétszer levágja az érintett DNS-szálat, mind a hiba elõtt, mind után. A dimer eltávolításra kerül, de ez rést okoz a kódban. Ezután egy másik enzimnek, a DNS-polimeráznak kell kitöltenie a rést. Összehasonlításként a komplementer DNS-szálat használja, és addig adja hozzá a megfelelő bázispárokat, amíg a rés kitöltődik és a sérült DNS-szál helyreáll.

Ez a javítás nem ritka, de a testben naponta többször fordul elő. A javítási folyamat zavarai különféle rendellenességekhez vezethetnek, például a xeroderma pigmentosum bőrbetegséghez. Ezzel a betegséggel az érintett személyek túl érzékenyek a napfényre, mivel a sejtek nem tudják megjavítani az UV-károsodást.