Jaa:
Helicasan ominaisuudet, rakenteet ja toiminnot
helikaasi viittaa proteiinihydrolyyttisen tyypin entsyymiryhmään, joka on erittäin tärkeä kaikille eläville organismeille; niitä kutsutaan myös moottoriproteiineiksi. Nämä liikkuvat solusytoplasman läpi, jolloin kemiallinen energia muunnetaan mekaaniseksi työksi ATP: n hydrolyysillä.
Sen tärkein tehtävä on rikkoa vety-sidokset nukleiinihappojen typpipohjaisten emästen välillä, mikä sallii niiden replikaation. On tärkeää korostaa, että helikaasit ovat käytännössä kaikkialla esiintyviä, koska ne ovat läsnä viruksissa, bakteereissa ja eukaryoottisissa organismeissa..
Ensimmäinen näistä proteiineista tai entsyymeistä löydettiin vuonna 1976 bakteerissa Escherichia coli; kaksi vuotta myöhemmin ensimmäinen helikaasi havaittiin eukaryoottisessa organismissa, liljakasveissa.
Tällä hetkellä helikaasiproteiineja on karakterisoitu kaikissa luonnollisissa valtakunnissa, mukaan lukien virukset, mikä merkitsee sitä, että on saatu laaja tietämys näistä hydrolyyttisistä entsyymeistä, niiden toiminnot organismeissa ja niiden mekanistinen rooli.
indeksi
- 1 Ominaisuudet
- 1.1 DNA-helikaasi
- 1,2-helikaasi-RNA
- 2 Taksonomia
- 2.1 SF1
- 2,2 SF2
- 2.3 SF3
- 2,4 SF4
- 2,5 SF5
- 2,6 SF6
- 3 Rakenne
- 4 Toiminnot
- 4.1 DNA-helikaasi
- 4.2 RNA-helikaasi
- 5 Lääketieteellinen merkitys
- 5.1 Wernerin oireyhtymä
- 5.2 Bloomin oireyhtymä
- 5.3 Rothmund-Thomsonin oireyhtymä
- 6 Viitteet
piirteet
Helikaasit ovat biologisia tai luonnollisia makromolekyylejä, jotka kiihdyttävät kemiallisia reaktioita (entsyymejä). Niille on tyypillistä erottamalla adenosiinitrifosfaatin (ATP) kemialliset kompleksit hydrolyysillä.
Nämä entsyymit käyttävät ATP: tä sitomaan ja uudistamaan deoksiribonukleiinihappojen (DNA) ja ribonukleiinihappojen (RNA) komplekseja.
On olemassa vähintään kaksi tyyppistä helikaasia: DNA ja RNA.
DNA-helikaasi
DNA-helikaasit toimivat DNA-replikaatiolla ja niille on tunnusomaista erottaa DNA kaksoisjuosteista yksittäisiin säikeisiin.
Helikaasi-RNA
Nämä entsyymit vaikuttavat ribonukleiinihapon (RNA) metabolisiin prosesseihin ja lisääntymiseen, lisääntymiseen tai ribosomaaliseen biogeneesiin.
RNA-helikaasi on avainasemassa myös messenger-RNA: n (mRNA) ja proteiinisynteesin aloittamisen prosessissa, DNA: n transkription jälkeen RNA: ksi solunytimessä.
taksonomia
Näitä entsyymejä voidaan erottaa niiden homologian mukaan aminohapposekvensoinnissa keskus-aminohappo-domeenin ATPaasista tai jaetuista sekvensointi- syistä. Luokittelun mukaan ne on ryhmitelty kuuteen superperheeseen (SF 1-6):
SF1
Tämän superperheen entsyymeillä on translokaation 3'-5 'tai 5'-3' polariteetti ja ne eivät muodosta rengasmaisia rakenteita.
SF2
Se tunnetaan suurimpana helikaasiryhmänä ja se koostuu pääasiassa RNA-helikaaseista. Ne esittävät kääntämisen polariteetin yleensä 3'-5 ': ssä hyvin harvoilla poikkeuksilla.
Heillä on yhdeksän motiivia (englanniksi motiiveja, joka on käännetty "toistuviksi elementeiksi") erittäin konservoituneista aminohapposekvensseistä, eivätkä SF1: n tavoin muodosta rengasmaisia rakenteita.
SF3
Ne ovat virusten kaltaisia helikaaseja ja niillä on ainutlaatuinen 3'-5 ': n translokaatiopolariteetti. Niissä on vain neljä erittäin konservoitunutta sekvenssimotiivia ja muodostavat renkaan rakenteita tai renkaita.
SF4
Niitä kuvattiin ensimmäistä kertaa bakteereissa ja bakteriofageissa. Ne ovat ryhmä replikoituvia tai replikoituvia helikaaseja.
Niillä on 5'-3 ': n ainutlaatuinen translokaatiopolariteetti ja niillä on viisi erittäin konservoitunutta sekvenssimotiivia. Näitä helikaaseja karakterisoidaan, koska ne muodostavat renkaita.
SF5
Ne ovat Rho-tekijän tyyppisiä proteiineja. SF5-superperheen helikaasit ovat tyypillisiä prokaryoottisille organismeille ja ovat heksameerisiä riippuen ATP: stä. Uskotaan, että ne liittyvät läheisesti SF4: ään; Niillä on myös rengas- ja ei-rengasmaiset muodot.
SF6
Ne ovat proteiineja, jotka liittyvät ilmeisesti SF3-superperheeseen; SF6: ssa on kuitenkin ATPaasiproteiinien domeeni, joka liittyy moniin solujen aktiivisuuteen (AAA-proteiinit), joita ei ole läsnä SF3: ssa..
rakenne
Rakenteellisesti kaikilla helikaaseilla on erittäin konservoituneet sekvenssimotiivit ensisijaisen rakenteensa etuosassa. Molekyylin osalla on tietty aminohappojärjestely, joka riippuu kunkin helikaasin spesifisestä toiminnasta.
Useimmiten tutkitut helikaasit ovat SF1-superperheen omia. On tunnettua, että nämä proteiinit on ryhmitelty kahteen domeeniin, jotka ovat hyvin samanlaisia kuin RecA-multifunktionaaliset proteiinit, ja nämä domeenit muodostavat ATP: n sitovan taskun niiden välillä.
Ei-konservoituneet alueet voivat esittää spesifisiä domeeneja DNA-tunnistuksen tyypistä, solun lokalisointi- domeenista ja proteiini-proteiinidomeenistä.
tehtävät
DNA-helikaasi
Näiden proteiinien toiminnot riippuvat tärkeistä erilaisista tekijöistä, joiden joukossa erottuvat ympäristön stressi, solujen linja, geneettinen tausta ja solusyklin vaiheet..
On tunnettua, että SF1: n DNA-helikaasit täyttävät spesifiset toiminnot DNA: n korjaamisessa, replikoinnissa, siirrossa ja rekombinaatiossa.
Erilliset ketjut DNA: n kaksoiskierroksesta ja osallistuvat telomereiden ylläpitoon, korjaukset kaksoisjuosteen rikkoutumisen ja nukleiinihappoihin liittyvien proteiinien eliminoinnin yhteydessä.
Helikaasi-RNA
Kuten edellä on mainittu, RNA-helikaasit ovat elintärkeitä suuressa osassa RNA: n metabolisia prosesseja, ja on myös tunnettua, että nämä proteiinit osallistuvat viruksen RNA: n havaitsemiseen..
Lisäksi ne vaikuttavat antiviraaliseen immuunivasteeseen, koska ne havaitsevat vieraita tai vieraita RNA: ita elimistössä (selkärankaisilla).
Lääketieteellinen merkitys
Helikaasit auttavat soluja voittamaan endogeenisen ja eksogeenisen stressin, välttäen kromosomaalisen epävakauden ja ylläpitämään solutasapainoa.
Tämän järjestelmän tai homeostaattisen tasapainon epäonnistuminen liittyy geneettisiin mutaatioihin, joihin liittyy geenejä, jotka koodaavat helikaasityyppisiä proteiineja; tästä syystä he ovat biolääketieteellisten ja geneettisten tutkimusten kohteena.
Alla mainitaan joitakin sairauksia, jotka liittyvät mutaatioihin geeneissä, jotka koodaavat DNA: ta helikaasiproteiineina:
Wernerin oireyhtymä
Se on geneettinen tauti, jonka aiheuttaa WRN-geenin, joka koodaa helikaasia, mutaatio. Mutantti helikaasi ei toimi oikein ja aiheuttaa sarjan sairauksia, jotka yhdessä muodostavat Wernerin oireyhtymän.
Näiden patologioiden kärjessä on niiden ennenaikaista ikääntymistä. Jotta tauti ilmenisi, mutanttigeenin on oltava peritty molemmilta vanhemmilta; sen esiintyvyys on hyvin alhainen ja sen hoitoon ei ole hoitoa.
Bloomin oireyhtymä
Bloom-oireyhtymä on geneettinen sairaus, joka johtuu BLM-nimisen autosomaalisen geenin mutaatiosta, joka koodaa helikaasiproteiinia. Se tapahtuu vain henkilöille, jotka ovat homotsygoottisia kyseiselle merkille (recessive).
Tämän harvinaisen sairauden tärkein ominaisuus on yliherkkyys auringonvalolle, joka aiheuttaa erythromatosus-ihottuman tyypin ihovaurioita. Ei ole vielä parannuskeinoa.
Rothmund-Thomsonin oireyhtymä
Sitä kutsutaan myös synnynnäiseksi atrofiseksi poikilodermaksi. Se on geneettisen alkuperän patologia hyvin harvinainen: tähän mennessä maailmassa on kuvattu alle 300 tapausta.
Se johtuu RECQ4-geenin mutaatiosta, joka on autosomaalinen geeni, jonka recesssiivinen ilmentymä sijaitsee kromosomissa 8.
Tämän oireyhtymän oireita tai tiloja ovat nuorten kaihi, epämuodostumat luustossa, depigmentaatio, kapillaarisen dilataatio ja ihon atrofia (poikiloderma). Joissakin tapauksissa voi esiintyä hypertroidia ja testosteronin tuotannon puutetta.
viittaukset
- R. M. Brosh (2013). DNA-helikaasit, jotka osallistuvat DNA-korjaukseen ja niiden rooleihin syövässä. Luontoarvostelut Syöpä.
- Helikaasi. Haettu osoitteesta nature.com.
- Helikaasi. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org.
- A. Juárez, L.P. Saaret, A.M. Rivera, S.E. Tellez, M.A. Duran (2011). Rothmund-Thompsonin oireyhtymä (synnynnäinen atrofinen poikilodermia) raskaana olevalla naisella. Gynekologian ja synnytysklinikan klinikka ja tutkimus.
- K. D. Raney, A.K. Byrd, S. Aarattuthodiyil (2013). SF1-DNA-helikaasien rakenne ja mekanismit. Kokeellisen lääketieteen ja biologian edistyminen.
- Bloomin oireyhtymä. Palautettu lääketieteen.ufm.edu.
- M. Singleton, M.S. Dillingham, D.B. Wigley (2007). Helikaali- ja nukleiinihappo-translokaasien rakenne ja mekanismi. Biokemian vuosikatsaus.