De exonucleasen Ze zijn een soort nucleasen die nucleïnezuren verteren aan een van hun vrije uiteinden - ofwel de 3 'of de 5'. Het resultaat is een geleidelijke vertering van het genetisch materiaal, waarbij de nucleotiden één voor één vrijkomen. De tegenhanger van deze enzymen zijn endonucleasen, die nucleïnezuren in interne secties van de keten hydrolyseren..
Deze enzymen werken door hydrolyse van de fosfodiësterbindingen van de nucleotideketen. Ze nemen deel aan het behoud van de stabiliteit van het genoom en aan verschillende aspecten van cellulair metabolisme.
Specifiek, zowel in prokaryote als eukaryote lijnen, vinden we verschillende soorten exonucleasen die deelnemen aan DNA-replicatie en -herstel en aan RNA-rijping en -afbraak..
Artikel index
Exonucleasen zijn een soort nucleasen die de fosfodiësterbindingen van nucleïnezuurketens progressief hydrolyseren aan een van hun uiteinden, ofwel 3 'of 5'..
Een fosfodiësterbinding wordt gevormd door de covalente binding tussen een hydroxylgroep op het 3'-koolstofatoom en een fosfaatgroep op het 5'-koolstofatoom. De vereniging tussen beide chemische groepen resulteert in een dubbele binding van het estertype. De functie van exonucleasen - en nucleasen in het algemeen - is om deze chemische bindingen te verbreken.
Er is een grote verscheidenheid aan exonucleasen. Deze enzymen kunnen DNA of RNA als substraat gebruiken, afhankelijk van het type nuclease. Op dezelfde manier kan het molecuul in een enkele of dubbele band zijn.
Een van de cruciale aspecten om het leven van een organisme in optimale omstandigheden te behouden, is de stabiliteit van het genoom. Gelukkig heeft het genetisch materiaal een reeks zeer effectieve mechanismen die het mogelijk maken om het te herstellen, in het geval dat het wordt aangetast..
Deze mechanismen vereisen het gecontroleerd verbreken van fosfodiësterbindingen, en, zoals gezegd, nucleasen zijn de enzymen die deze vitale functie vervullen..
Polymerasen zijn enzymen die aanwezig zijn in zowel eukaryoten als prokaryoten die deelnemen aan de synthese van nucleïnezuren. Bij bacteriën zijn drie typen gekarakteriseerd en bij eukaryoten vijf. Bij deze enzymen is exonuclease-activiteit nodig om hun functies te vervullen. Vervolgens zullen we zien hoe ze het doen.
In bacteriën hebben alle drie de polymerasen exonucleaseactiviteit. Polymerase I heeft activiteit in twee richtingen: 5'-3 'en 3'-5', terwijl II en III alleen activiteit vertonen in de 3'-5 'richting.
Door de 5'-3'-activiteit kan het enzym de eerste van RNA, toegevoegd door een enzym genaamd primase. Vervolgens wordt het ontstane gat opgevuld met nieuw gesynthetiseerde nucleotiden..
De eerste Het is een molecuul dat bestaat uit een paar nucleotiden waarmee de DNA-polymerase-activiteit kan beginnen. Het zal dus altijd aanwezig zijn bij het replicatiegebeurtenis.
In het geval dat het DNA-polymerase een nucleotide toevoegt dat niet overeenkomt, kan het dit corrigeren dankzij de activiteit van het exonuclease.
De vijf polymerasen in deze organismen worden aangegeven met Griekse letters. Alleen gamma, delta en epsilon vertonen exonuclease-activiteit, allemaal in de 3'-5'-richting.
Gamma-DNA-polymerase is gerelateerd aan de replicatie van mitochondriaal DNA, terwijl de overige twee deelnemen aan de replicatie van het genetisch materiaal dat zich in de kern bevindt en aan het herstel ervan..
Exonucleasen zijn sleutelenzymen bij het elimineren van bepaalde nucleïnezuurmoleculen die het lichaam niet langer nodig heeft..
In sommige gevallen moet de cel voorkomen dat de werking van deze enzymen de nucleïnezuren beïnvloedt die moeten worden behouden.
Er wordt bijvoorbeeld een "cap" toegevoegd aan het boodschapper-RNA. Dit bestaat uit de methylering van een terminale guanine en twee ribose-eenheden. Aangenomen wordt dat de functie van de dop de bescherming van DNA is tegen de werking van 5'-exonuclease.
Een van de essentiële exonucleasen voor het behoud van genetische stabiliteit is menselijk exonuclease I, afgekort als hExo1. Dit enzym wordt aangetroffen in verschillende DNA-herstelroutes. Het is relevant voor het onderhoud van telomeren.
Dit exonuclease maakt het mogelijk de gaten in beide ketens te herstellen, wat, indien niet gerepareerd, kan leiden tot chromosomale herrangschikkingen of deleties die resulteren in een patiënt met kanker of vroegtijdige veroudering..
Sommige exonucleasen worden commercieel gebruikt. Bijvoorbeeld exonuclease I dat de afbraak van primers in single-band (kan dubbelbandsubstraten niet afbreken), exonuclease III wordt gebruikt voor plaatsgerichte mutagenese en lambda-exonuclease kan worden gebruikt voor het verwijderen van een nucleotide aan het 5'-uiteinde van een dubbelband-DNA.
Historisch gezien waren exonucleasen bepalende elementen in het proces van opheldering van de aard van de bindingen die de bouwstenen van nucleïnezuren bij elkaar hielden: nucleotiden..
Bovendien werd in sommige oude sequentietechnieken de werking van exonucleasen gekoppeld aan het gebruik van massaspectrometrie..
Aangezien het product van het exonuclease de progressieve afgifte van oligonucleotiden is, was het een handig hulpmiddel voor sequentieanalyse. Hoewel de methode niet erg goed werkte, was hij handig voor korte sequenties.
Op deze manier worden exonucleasen beschouwd als zeer flexibele en onschatbare instrumenten in het laboratorium voor de manipulatie van nucleïnezuren..
Exonucleasen hebben een zeer gevarieerde structuur, dus het is niet mogelijk om hun kenmerken te generaliseren. Hetzelfde kan worden geëxtrapoleerd voor de verschillende soorten nucleasen die we in levende organismen vinden. Daarom zullen we de structuur van een specifiek enzym beschrijven.
Exonuclease I (ExoI) uit het modelorganisme Escherichia coli het is een monomeer enzym dat betrokken is bij de recombinatie en reparatie van genetisch materiaal. Dankzij de toepassing van kristallografische technieken werd de structuur geïllustreerd.
Naast het exonuclease-domein van het polymerase omvat het enzym andere domeinen die SH3 worden genoemd. De drie regio's combineren om een soort C te vormen, hoewel sommige segmenten ervoor zorgen dat het enzym op één O lijkt.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.