De helicase verwijst naar een groep enzymen van het proteïnehydrolytische type die erg belangrijk zijn voor alle levende organismen; ze worden ook wel motorproteïnen genoemd. Deze bewegen door het cytoplasma van de cel en zetten chemische energie om in mechanisch werk door middel van ATP-hydrolyse..
De belangrijkste functie is om de waterstofbruggen tussen de stikstofbasen van nucleïnezuren te verbreken, waardoor ze kunnen worden gerepliceerd. Het is belangrijk om te benadrukken dat helicasen praktisch alomtegenwoordig zijn, aangezien ze aanwezig zijn in virussen, bacteriën en in eukaryote organismen..
De eerste van deze eiwitten of enzymen werd in 1976 ontdekt in bacteriën Escherichia colitwee jaar later werd de eerste helicase ontdekt in een eukaryoot organisme, in lelieplanten.
Momenteel worden helicase-eiwitten gekarakteriseerd in alle natuurlijke rijken, inclusief virussen, wat impliceert dat er een enorme kennis is gegenereerd over deze hydrolytische enzymen, hun functies in organismen en hun mechanistische rol..
Artikel index
Hellicases zijn biologische of natuurlijke macromoleculen die chemische reacties (enzymen) versnellen. Ze worden voornamelijk gekenmerkt door het scheiden van chemische complexen van adenosinetrifosfaat (ATP) door middel van hydrolyse.
Deze enzymen gebruiken ATP om complexen van deoxyribonucleïnezuren (DNA) en ribonucleïnezuren (RNA) te binden en te hermodelleren..
Er zijn minstens 2 soorten helicases: DNA en RNA.
DNA-helicasen werken bij DNA-replicatie en worden gekenmerkt door het scheiden van dubbelstrengs DNA in enkele strengen.
Deze enzymen werken in de metabolische processen van ribonucleïnezuur (RNA) en in de vermenigvuldiging, reproductie of ribosomale biogenese.
RNA-helicase is ook de sleutel in het pre-splitsingsproces van boodschapper-RNA (mRNA) en de initiatie van eiwitsynthese, na transcriptie van DNA naar RNA in de celkern..
Deze enzymen kunnen worden gedifferentieerd op basis van hun aminozuursequentiehomologie met het kernaminozuur-ATPase-domein, of door gedeelde sequentiemotieven. Volgens de classificatie zijn deze gegroepeerd in 6 superfamilies (SF 1-6):
De enzymen van deze superfamilie hebben een 3'-5 'of 5'-3' translocatiepolariteit en vormen geen ringstructuren..
Het staat bekend als de grootste groep helicasen en bestaat voornamelijk uit RNA-helicasen. Ze hebben een translocatiepolariteit die over het algemeen 3'-5 'is op enkele uitzonderingen na.
Ze hebben negen motieven (uit het Engels motieven, wat wordt vertaald als 'terugkerende elementen') van sterk geconserveerde aminozuursequenties en, net als SF1, geen ringstructuren vormen.
Het zijn karakteristieke helicases van virussen en hebben een unieke 3'-5'-translocatiepolariteit. Ze bezitten slechts vier sterk geconserveerde sequentiemotieven en vormen ringstructuren of ringen.
Ze werden voor het eerst beschreven in bacteriën en bacteriofagen. Ze zijn een groep replicerende of replicatieve helicasen.
Ze hebben een unieke 5'-3'-translocatiepolariteit en hebben vijf sterk geconserveerde sequentiemotieven. Deze helicases worden gekenmerkt door het vormen van ringen.
Het zijn eiwitten van het type Rho-factor. De helicasen van de SF5-superfamilie zijn kenmerkend voor prokaryote organismen en zijn afhankelijk van hexamere ATP. Men denkt dat ze nauw verwant zijn aan SF4; bovendien hebben ze ringvormige en niet-ringvormige vormen.
Het zijn eiwitten die kennelijk verwant zijn aan de SF3-superfamilie; SF6's presenteren echter een domein van ATPase-eiwitten geassocieerd met verschillende cellulaire activiteiten (AAA-eiwitten) die niet aanwezig zijn in SF3.
Structureel hebben alle helicasen sterk geconserveerde sequentiemotieven in het voorste gedeelte van hun primaire structuur. Een deel van het molecuul heeft een bepaalde aminozuurrangschikking die afhangt van de specifieke functie van elke helicase..
De meest structureel bestudeerde helicasen zijn die van de SF1-superfamilie. Het is bekend dat deze eiwitten zijn gegroepeerd in 2 domeinen die sterk lijken op de multifunctionele RecA-eiwitten, en deze domeinen vormen een ATP-bindingspocket tussen hen..
Niet-geconserveerde gebieden kunnen specifieke domeinen van het DNA-herkenningstype, cellokalisatiedomein en proteïne-eiwit presenteren..
De functies van deze eiwitten zijn afhankelijk van een belangrijke verscheidenheid aan factoren, waaronder omgevingsstress, cellijn, genetische achtergrond en celcyclusstadia..
Van de SF1-DNA-helicasen is bekend dat ze specifieke functies vervullen bij DNA-reparatie, replicatie, overdracht en recombinatie..
Ze scheiden strengen van een dubbele DNA-helix en nemen deel aan telomeeronderhoud, herstel van dubbelstrengs breuken en verwijdering van nucleïnezuur-geassocieerde eiwitten.
Zoals eerder vermeld, zijn RNA-helicasen van vitaal belang in de overgrote meerderheid van RNA-metabolische processen, en het is ook bekend dat deze eiwitten deelnemen aan de detectie van viraal RNA..
Bovendien werken ze in de antivirale immuunrespons, omdat ze vreemd RNA of lichaamsvreemd (bij gewervelde dieren) detecteren.
Hellicases helpen cellen endogene en exogene stress te overwinnen, chromosomale instabiliteit te vermijden en het cellulaire evenwicht te behouden.
Het falen van dit systeem of homeostatisch evenwicht houdt verband met genetische mutaties waarbij genen betrokken zijn die coderen voor eiwitten van het helicase-type; om deze reden zijn ze het onderwerp van biomedische en genetische studies.
Hieronder zullen we enkele van de ziekten noemen die verband houden met mutaties in genen die DNA coderen als helicase-type eiwitten:
Het is een genetische ziekte die wordt veroorzaakt door een mutatie in een gen genaamd WRN, dat codeert voor een helicase. De mutante helicase werkt niet goed en veroorzaakt een aantal ziekten die samen het Werner-syndroom vormen.
Het belangrijkste kenmerk van degenen die aan deze pathologie lijden, is hun vroegtijdige veroudering. Om de ziekte tot uiting te laten komen, moet het mutante gen van beide ouders worden geërfd; de incidentie is erg laag en er is geen behandeling voor de genezing ervan.
Bloom-syndroom is een genetische ziekte die het gevolg is van de mutatie van een autosomaal gen genaamd BLM dat codeert voor een helicase-eiwit. Het komt alleen voor bij individuen die homozygoot zijn voor dat karakter (recessief).
Het belangrijkste kenmerk van deze zeldzame ziekte is overgevoeligheid voor zonlicht, wat huidlaesies van de erytromateuze uitslag veroorzaakt. Er is nog geen remedie.
Het is ook bekend als aangeboren atrofische poikilodermie. Het is een pathologie van zeer zeldzame genetische oorsprong: tot op heden zijn er wereldwijd minder dan 300 gevallen beschreven.
Het wordt veroorzaakt door een mutatie in het RECQ4-gen, een autosomaal en recessief gen dat zich op chromosoom 8 bevindt..
Symptomen of aandoeningen van dit syndroom zijn onder meer juveniele cataracten, afwijkingen in het skeletstelsel, depigmentatie, capillaire verwijdingen en atrofie van de huid (poikilodermie). In sommige gevallen kunnen hyperthyreoïdie en een tekort aan testosteronproductie optreden..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.