Endonuclease

Această intrare sau secțiune pe tema enzimelor nu menționează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Endonucleazele sunt enzime hidrolitice identificate în anii 1970 , care împart legătura fosfodiester în cadrul unui lanț polinucleotidic, împărțindu-l în doi polimeri , spre deosebire de exonucleaze care detașează nucleotida terminală.

Endonucleazele sunt implicate în repararea ADN- ului și maturarea ARN-ului eucariotelor .

Unele enzime, cum ar fi dezoxiribonucleaza I, taie ADN relativ nespecific (fără a lua în considerare secvența); în timp ce altele, cum ar fi endonucleaze de restricție, taie ADN numai la secvențe de nucleotide specifice.

Enzimele de restricție bacteriene sunt endonucleaze specifice secvenței, care taie ADN-ul în anumite regiuni numite site-uri de restricție. Adesea această hidroliză are loc în secvențe palindromice (secvențele care se citesc în aceeași polaritate pe ambele fire complementare sunt identice) de aproximativ 4-6 bp și creează asimetric capete coezive (acest lucru permite generarea de molecule de ADN care se auto-asamblează în diverse combinații) , sau faceți o tăietură centrală creând capete plate sau „tocite”. Este un sistem bacterian de recunoaștere a ADN-ului străin, acționează ca un mecanism de apărare împotriva agenților străini, cum ar fi virușii.

Enzimele de restricție sunt utilizate pe scară largă în tehnologia ADN-ului recombinant, deoarece permit obținerea unor fragmente de ADN care, atunci când sunt digerate cu aceeași enzimă, pot fi conectate, odată asociate prin hibridizare, de ADN ligaza care catalizează formarea legăturii fosfodiester.

Categorii

Există trei categorii de endonucleaze de restricție: tipurile I și III formează complexe mari având atât activitate endonuclează, cât și activitate metilazică. Ambele necesită energie sub formă de ATP pentru funcția lor. Tipul I taie ADN-ul în puncte aleatorii care pot fi la mai mult de 1000 bp distanță de secvența de recunoaștere la care se leagă. Tipul III taie ADN-ul aproximativ 25 bp din secvența de recunoaștere. Tipul II, izolat pentru prima dată de Hamilton Smith în 1970, se comportă diferit, deoarece nu necesită ATP în procesele sale de degradare. Unele exemple de enzime de restricție de tip II includ BamHI, EcoRI, EcoRv și HaeIII.

Nomenclatura enzimelor de restricție se bazează pe genul și specia bacteriei din care a fost izolată enzima de restricție. Astfel, de exemplu, „EcoRI” înseamnă:

- E: genul Escherichia ,

- co: specii coli ,

- R: tulpina RY13,

- I: prima endonuclează izolată.

Discutii suplimentare

Enzimele de restricție recunosc de obicei secvențe țintă scurte de aproximativ 4-8 perechi de baze, de exemplu enzima EcoRI recunoaște și taie secvența 5'-GAATTC-3 '. Unele endonucleaze pot, de asemenea, să taie ADN sau ARN monocatenar. De fapt, pe lângă ADN-ul dublu catenar, acțiunea acestor enzime este, de asemenea, supusă:

- joncțiuni Holliday ;

- molecule de ADN catenare triple sau cvadruple (G-quadruplex);

- molecule hibride bicatenare (una constând din ADN, cealaltă din ARN);

- molecule de ADN sintetic, care pot conține baze alternative pe lângă cele patru baze azotate prezente în molecula naturală de ADN.

Mai mult, cercetarea vizează în prezent realizarea de endonucleaze de restricție artificială sau sintetică, având site-uri de recunoaștere unice în ADN.

Din tăierea prin endonuclează de restricție, se pot forma capete plate (tăierea celor două fire se produce exact în același loc) sau lipicioase (punctele de tăiere pe cele două fire sunt compensate de unele nucleotide).

Cele mai frecvente endonucleaze

Tabelul ilustrează principalele endonucleaze procariote și eucariote

Mutații

Xeroderma pigmentară este o boală recesivă autozomală rară cauzată de o endonuclează specifică UV defectă. Pacienții cu enzima mutantă nu pot repara daunele ADN cauzate de radiația solară.

Anemia falciformă este o boală cauzată de o mutație punctiformă. Secvența modificată de mutație șterge situsul de recunoaștere a endonucleazei de restricție MstII care recunoaște secvența nucleotidică.

Mutațiile endonucleazei ARN-splice provoacă hipoplazie pontocerebelară. Hipoplazia pontocerebeloasă (PCH) reprezintă un grup de tulburări neurodegenerative autozomale recesive care sunt cauzate de mutații în trei dintre cele patru subunități ale complexului endonucleazei de sRNA.

Repararea ADN-ului

Endonucleazele joacă un rol în repararea bazelor deteriorate. Enzima AP-endonuclează acționează în mod specific prin catalizarea inciziei ADN exclusiv la situsurile AP, pregătind astfel ADN-ul pentru excizia ulterioară a nucleotidelor. De exemplu, atunci când are loc purificarea, această leziune lasă zahărul dezoxiriboză cu o bază lipsă. Endonuclează AP recunoaște acest zahăr și taie ADN-ul la acest loc și astfel permite ADN-ului să fie reparat. Celulele E. coli conțin două tipuri de enzime AP: endonuclează IV (endoIV) și exonuclează III (exoIII). În timp ce în eucariote, există un singur tip de endonuclează AP.

Notă

Elemente conexe

• Exonuclease

linkuri externe

• ( EN ) Endonuclease , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul de biologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biologie