ендонуклеазата

ендонуклеази са ензими, които разграждат ДНК и РНК, без да ги разграждат напълно. Групата на ендонуклеазите включва различни ензими, всеки от които действа по субстрат и специфичен за действието начин.

Какво е ендонуклеаза?

Ендонуклеазите са различни ензими, които не се намират само в хората, но се намират във всички живи същества. Те принадлежат към групата на нуклеозите. Ендонуклеазите разграждат ДНК или РНК, без да ги разцепват напълно.

ДНК или дезоксирибонуклеиновата киселина е сложна структура от захарни молекули (дезоксирибоза) и нуклеинови киселини. За да обработят ДНК, ендонуклеазите разрушават фосфодиестерната връзка между отделните градивни елементи. Фосфодиестерната връзка държи ДНК и РНК заедно върху гръбнака. Нуклеотидите на ДНК и РНК имат остатък от фосфорна киселина. Разположен е върху захарта, основната структура на която образува пръстен.

Този пръстен има пет въглеродни атома; Наред с други неща, има въглеродна група на въглеродния атом C5, тоест комбинация от кислород и водороден атом. Въглеродният атом С5 и ОН групата образуват естер на фосфорна киселина. Този остатък от фосфорна киселина получава втора естерна връзка, която се състои от въглероден атом СЗ и свързаната с нея ОН група. Получената връзка е 3'-5'-фосфодиестерна връзка.

Функция, ефект и задачи

Ендонуклеазите допринасят за обработката на ДНК и РНК. Нуклеиновите киселини аденин, тимин, гуанин и цитозин образуват генетичния код, който не само предава информация на следващото поколение, когато е наследен, но и контролира метаболизма на клетките.

Последователността на различните нуклеинови киселини в ДНК кодира реда, в който другите ензими - така наречените рибозоми, свързват аминокиселини заедно. Всички протеини се състоят от тези вериги; последователността на аминокиселините в един протеин зависи от последователността на нуклеиновите киселини в ДНК - което от своя страна определя формата и функционалността на протеина.

Биологията се отнася до превода на генетичния код в аминокиселинни вериги като превод. Преводът се осъществява в клетките на човешкото тяло извън клетъчното ядро ​​- ДНК се намира само вътре в клетъчното ядро. Следователно клетката трябва да направи копие на ДНК. Копието не използва дезоксирибоза като захарна молекула, а рибоза. Следователно това е РНК. Получаването на РНК също се нарича транскрипция в биологията и изисква ендонуклеази.

По време на транслацията различни ензими трябва да удължат веригата от нуклеотиди. Частичното разцепване чрез ендонуклеази също прави това възможно. Ендонуклеазите имат също същата функция в репликацията, когато се изисква копие на ДНК по време на клетъчното делене.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

Както всички ензими, ендонуклеазите са протеини, които се състоят от вериги от аминокиселини. Всички аминокиселини имат една и съща основна структура: Те се състоят от централен въглероден атом, към който са прикрепени амино група, карбоксилна група, единичен водороден атом, а-въглероден атом и остатъчна група. Останалото е характерно за всяка аминокиселина и определя кои взаимодействия може да влезе с други аминокиселини и други вещества.

Биологията също описва едномерната структура на ензимите под формата на тяхната аминокиселинна верига като основна структура. Има гънки във веригата; други ензими катализират този процес. Пространственият ред се стабилизира от водородни мостове, които се образуват между отделните градивни елементи. Тази вторична структура може да се появи както като α-спирала, така и като β-лист. Вторичната структура на протеина продължава да се нагъва и придобива по-сложни форми. Взаимодействията между различните аминокиселинни остатъци играят решаваща роля тук.

Въз основа на биохимичните свойства на съответните остатъци, в крайна сметка се създава третичната структура. Само в тази форма протеинът има своите крайни свойства, които до голяма степен зависят от пространствената форма. В случая на ензим, тази форма включва активния център, където протича действителната ензимна реакция. В случай на ендонуклеази, активният сайт реагира с ДНК или РНК като субстрат.

Болести и разстройства

Ендонуклеазите играят важна роля за поправянето на ДНК, тъй като разбиват веригите му. Ремонтът е необходим, ако ДНК е била повредена например от радиация или химически вещества. UV светлината вече може да има този ефект.

Повишената доза UV-B радиация води до натрупване на тиминови димери в веригата на ДНК. Те деформират ДНК и впоследствие водят до нарушения в удвояването на ДНК: Ензимът, който отчита ДНК по време на репликация, не може да избегне деформацията, причинена от диминовите димери и следователно не може да продължи своята работа.

Човешките клетки имат на разположение различни механизми за ремонт. Ендонуклеазите се използват за възстановяване на ексцизия. Специализираната ендонуклеаза е в състояние да разпознае тимерните димери и други увреждания. Той разрязва засегнатия ДНК верига два пъти, както преди, така и след дефекта. Димерът се премахва, но създава празнина в кода. Друг ензим, ДНК полимераза, след това трябва да запълни празнината. За сравнение тя използва допълващата нишка на ДНК и добавя съответните двойки основи, докато не се запълни празнината и не се възстанови повредената верига от ДНК.

Този ремонт не е рядкост, но се случва много пъти на ден в организма. Нарушенията в процеса на възстановяване могат да доведат до различни нарушения, например кожната болест ксеродерма пигментозум. При това заболяване засегнатите са прекалено чувствителни към слънчевата светлина, тъй като клетките не могат да поправят UV уврежданията.