اندونوکلئاز: عملکرد و بیماری ها

اندونوکلئازها هستند آنزیم ها که DNA و RNA را بدون شکافتن کامل تخریب می کند. گروه اندونوکلئازها شامل چندین مورد است آنزیم ها، که هرکدام از آنها بستر و ویژه عمل هستند.

آندونوکلئاز چیست؟

اندونوکلئازها متنوع هستند آنزیم ها که مختص انسانها نیستند اما در همه موجودات زنده یافت می شوند. آنها به گروه فوق نوکلئازها تعلق دارند. اندونوکلئازها DNA یا RNA را بدون شکافتن کامل تخریب می کنند. DNA یا اسید دئوکسی ریبونوکلئیک یک ساختار پیچیده از است قند مولکول ها (deoxyribose) و اسیدهای نوکلئیک. برای پردازش DNA ، اندونوکلئازها پیوند فسفودیستر را بین عناصر سازنده جدا می کنند. پیوند فسفودیستر DNA و RNA را در ستون فقرات با هم نگه می دارد. نوکلئوتیدهای DNA و RNA دارای یک اسید فسفریک باقیمانده این در واقع شده است قند، ستون فقرات آن یک حلقه را تشکیل می دهد. این انگشتر پنج عدد دارد کربن اتم ها در میان دیگران ، یک گروه OH ، یعنی ترکیبی از اکسیژن و یک هیدروژن اتم ، در واقع شده است کربن اتم C5. کربن اتم C5 و گروه OH تشکیل یک استر of اسید فسفریک. این اسید فسفریک باقیمانده ثانیه به دست می آورد استر پیوند ، که از اتم کربن C3 و گروه OH مربوط تشکیل شده است. پیوند حاصل نشان دهنده یک پیوند فسفودیستر 3'-5 'است.

عملکرد ، کنش و نقش ها

اندونوکلئازها به پردازش DNA و RNA کمک می کنند. اسیدهای نوکلئیک آدنین ، تیمین ، گوانین و سیتوزین کد ژنتیکی را تشکیل می دهند ، که نه تنها اطلاعات را در طول ارث به نسل بعدی منتقل می کند بلکه متابولیسم سلول را نیز کنترل می کند. توالی متنوع اسیدهای نوکلئیک در DNA ترتیب آنزیم های دیگر را کد می کند - معروف به ریبوزومها - زنجیر اسیدهای آمینه با یکدیگر. همه پروتئین ها از این زنجیرها ساخته شده اند. بر این اساس ، توالی از اسیدهای آمینه در یک پروتئین به توالی اسیدهای نوکلئیک در DNA بستگی دارد - که به نوبه خود شکل و عملکرد پروتئین را تعیین می کند. زیست شناسی به ترجمه کد ژنتیکی به زنجیره های اسید آمینه به عنوان ترجمه اطلاق می شود. ترجمه در سلولهای بدن انسان خارج از هسته سلول انجام می شود - اما DNA منحصراً در داخل هسته سلول قرار دارد. بنابراین ، سلول باید یک کپی از DNA تهیه کند. قند مولکول مورد استفاده در نسخه ، دی اکسیریبوز نیست ، بلکه ریبوز. بنابراین ، RNA است. در زیست شناسی ، تولید RNA رونویسی نیز نامیده می شود و به اندونوکلئازها احتیاج دارد. در طی ترجمه ، آنزیم های مختلف باید زنجیره نوکلئوتیدها را گسترش دهند. تجزیه جزئی توسط اندونوکلئازها نیز این امکان را ایجاد می کند. در مواردی که کپی DNA به عنوان بخشی از تقسیم سلول مورد نیاز است ، اندونوکلئازها نیز همان عملکرد را در همانند سازی دارند.

شکل گیری ، وقوع ، خصوصیات و سطح بهینه

اندونوکلئازها ، مانند همه آنزیم ها ، هستند پروتئین ها متشکل از زنجیرهای از اسیدهای آمینه. همه آمینو اسیدها ساختار اصلی یکسانی دارند: آنها از یک اتم مرکزی کربن تشکیل شده اند که یک گروه آمینه ، یک گروه کربوکسیل ، یک واحد هیدروژن اتم ، یک اتم α-کربن و یک گروه باقیمانده به هم متصل شده اند. باقی مانده مشخصه هر اسید آمینه است و تعیین می کند کدام یک فعل و انفعالات می تواند با سایر آمینوها تشکیل شود اسیدها و سایر مواد ساختار تک بعدی آنزیم ها به شکل زنجیره اسیدهای آمینه آنها در زیست شناسی ساختار اولیه نیز نامیده می شود. تاشو در داخل زنجیره رخ می دهد. آنزیم های دیگر این روند را کاتالیز می کنند. ترتیب مکانی توسط تثبیت می شود هیدروژن پیوندهایی که بین بلوک های ساختمانی منفرد ایجاد می شوند. این ساختار ثانویه می تواند هم بصورت مارپیچ α و هم برابر β. ساختار ثانویه پروتئین بیشتر چین می خورد و اشکال پیچیده تری به خود می گیرد. اینجا فعل و انفعالات بین باقی مانده های مختلف اسید آمینه نقش اساسی دارد. به دلیل خواص بیوشیمیایی باقی مانده های مربوطه ، ساختار سوم بالاخره پدیدار می شود. فقط در این فرم پروتئین خصوصیات نهایی خود را دارد که تا حدود زیادی به شکل فضایی آن بستگی دارد. در مورد آنزیم ، این شکل شامل محل فعال است ، جایی که واکنش واقعی آنزیم اتفاق می افتد. در مورد اندونوکلئازها ، محل فعال با DNA یا RNA به عنوان بستر واکنش می دهد.

بیماری ها و اختلالات

اندونوکلئازها با شکستن زنجیره های DNA نقش مهمی در ترمیم DNA دارند. برای مثال وقتی DNA به علت تابش یا مواد شیمیایی آسیب دیده باشد ، ترمیم ضروری است. حتی نور ماورا UV بنفش نیز می تواند این اثر را داشته باشد. افزایش یافته است مقدار تابش UV-B منجر به تجمع دیمرهای تیمین در رشته DNA می شود. آنها DNA و متعاقباً تغییر شکل می دهند رهبری برای ایجاد اختلال در تکثیر DNA: آنزیمی که DNA را هنگام تکثیر می خواند ، نمی تواند از تغییر شکل ناشی از دیمرهای تیمین عبور کند و بنابراین نمی تواند کار خود را ادامه دهد. سلولهای انسانی سازوکارهای مختلف ترمیمی دارند. ترمیم بریدگی شامل استفاده از اندونوکلئازها است. یک اندونوکلئاز تخصصی قادر است دیمرهای تیمین و سایر آسیب ها را تشخیص دهد. رشته DNA آسیب دیده را دو بار قطع می کند ، چه قبل و چه بعد از محل نقص. اگرچه این دیمر را از بین می برد ، اما شکافی در کد ایجاد می کند. آنزیم دیگر ، DNA پلیمراز ، باید شکاف را پر کند. به عنوان یک مقایسه ، این رشته از رشته مکمل DNA استفاده شده و جفت بازهای مناسب را تا زمان پر شدن شکاف و بازیابی رشته آسیب دیده DNA به آن اضافه می کند. این ترمیم نادر نیست ، اما روزانه بارها در بدن رخ می دهد. اختلالات در روند تعمیر می تواند رهبری به اختلالات مختلف ، به عنوان مثال پوست مرض زیرودرما پیگمنتوزوم. در این بیماری ، افراد مبتلا بیش از حد به نور خورشید حساس هستند زیرا سلول ها قادر به ترمیم آسیب UV نیستند.