Дял:
Халикаса характеристики, структури и функции
на хелииказа се отнася до група ензими от протеино-хидролитичен тип, които са много важни за всички живи организми; те също се наричат моторни протеини. Те преминават през клетъчната цитоплазма, превръщайки химическата енергия в механична работа чрез хидролиза на АТФ.
Неговата най-важна функция е да прекъсне водородните връзки между азотните бази на нуклеиновите киселини, като по този начин позволява тяхната репликация. Важно е да се подчертае, че хеликазите са практически повсеместни, тъй като присъстват във вируси, бактерии и еукариотни организми..
Първият от тези протеини или ензими е открит през 1976 г. в бактерията Escherichia coli; две години по-късно е открита първа хеликаза в еукариотния организъм, в растения с лилии.
Понастоящем хеликазните протеини са характеризирани във всички природни царства, включително вируси, което предполага, че са получени обширни познания за тези хидролитични ензими, техните функции в организмите и тяхната механистична роля..
индекс
- 1 Характеристики
- 1.1 ДНК хеликаза
- 1.2 хеликазна РНК
- 2 Таксономия
- 2.1 SF1
- 2.2 SF2
- 2.3 SF3
- 2.4 SF4
- 2.5 SF5
- 2.6 SF6
- 3 Структура
- 4 Функции
- 4.1 ДНК хеликаза
- 4.2 РНК хеликаза
- 5 Медицинско значение
- 5.1 Синдром на Вернер
- 5.2 Синдром на Блум
- 5.3 Синдром на Ротмунд-Томсън
- 6 Препратки
функции
Хеликазите са биологични или естествени макромолекули, които ускоряват химичните реакции (ензими). Те се характеризират главно чрез отделяне на химични комплекси от аденозин трифосфат (АТФ) чрез хидролиза.
Тези ензими използват АТР за свързване и ремоделиране на комплекси от дезоксирибонуклеинови киселини (ДНК) и рибонуклеинови киселини (РНК)..
Има поне 2 вида хеликази: ДНК и РНК.
ДНК хеликаза
ДНК хеликазите действат върху репликацията на ДНК и се характеризират с отделяне на ДНК от двойни вериги в единични нишки.
Хеликазната РНК
Тези ензими действат в метаболитните процеси на рибонуклеиновата киселина (РНК) и в размножаването, репродукцията или рибозомалната биогенеза..
РНК хеликаза е също така ключова в процеса на пре-сливането на информационната РНК (mRNA) и инициирането на синтеза на протеини, след транскрипция на ДНК към РНК в клетъчното ядро..
таксономия
Тези ензими могат да бъдат диференцирани според тяхната хомология в аминокиселинното секвениране на централния аминокиселинен домен АТФаза, или за споделени причини за секвениране. Според класификацията те са групирани в 6 суперсемейства (SF 1-6):
SF1
Ензимите на тази суперсемейство имат полярност на транслокация 3'-5 'или 5'-3' и не образуват пръстеновидна структура \ t.
SF2
Той е известен като най-голямата група хеликази и се състои главно от РНК хеликази. Те представляват полярност на транслокацията обикновено от 3'-5 'с много малко изключения.
Те имат девет мотива (от английски мотиви, което се превежда като "повтарящи се елементи") на високо запазени аминокиселинни последователности и, подобно на SF1, не образуват пръстеновидна структура.
SF3
Те са вирусоподобни хеликази и имат уникална транслокационна полярност от 3'-5 '. Те имат само четири високо запазени мотива на последователности и образуват пръстенни структури или пръстени.
SF4
Те са описани за пръв път в бактерии и бактериофаги. Те са група от репликиращи се или репликативни хеликази.
Те имат уникална транслокационна полярност от 5'-3 'и имат пет силно запазени мотиви на последователността. Тези хеликази се характеризират, защото образуват пръстени.
SF5
Те са протеини от типа фактор Rho. Хеликазите на SF5 суперсемейството са характерни за прокариотни организми и са хексамерни, зависими от АТФ. Смята се, че те са тясно свързани с SF4; Те също имат пръстенови и не пръстеновидни форми.
SF6
Те са протеини, очевидно свързани със свръхсемейството на SF3; въпреки това, SF6 представя домейн на АТРаза протеини, свързани с различни клетъчни дейности (ААА протеини), които не присъстват в SF3.
структура
Структурно всички хеликази имат силно запазени мотиви на последователността в предната част на тяхната първична структура. Част от молекулата има специфична аминокиселинна подредба, която зависи от специфичната функция на всяка хеликаза.
Най-изследваните структурно хеликази са тези на свръхсемейството SF1. Известно е, че тези протеини са групирани в 2 домена, много подобни на многофункционалните протеини на RecA, и тези домени образуват джоб на АТР свързване между тях.
Неконсервативните области могат да представят специфични области на типа разпознаване на ДНК, клетъчен локализационен домен и протеин-протеинов домейн.
функции
ДНК хеликаза
Функциите на тези протеини зависят от голямо разнообразие от фактори, сред които се открояват напрежението в околната среда, линията на клетките, генетичния фон и етапите на клетъчния цикъл..
Известно е, че ДНК хеликазите на SF1 изпълняват специфични функции в ремонта, репликацията, трансфера и рекомбинацията на ДНК.
Разделяйте веригите на двойната спирала на ДНК и участвайте в поддържането на теломерите, в ремонти, дължащи се на счупване на двойната нишка и в елиминирането на протеини, свързани с нуклеинови киселини.
Хеликазната РНК
Както вече споменахме, РНК хеликазите са жизненоважни в по-голямата част от метаболитните процеси на РНК и също така е известно, че тези протеини участват в откриването на вирусна РНК..
В допълнение, те действат върху антивирусния имунен отговор, тъй като откриват чужди или чужди РНК в тялото (при гръбначни).
Медицинско значение
Хеликазите помагат на клетките да преодолеят ендогенния и екзогенния стрес, като избягват хромозомната нестабилност и поддържат клетъчния баланс.
Неуспехът на тази система или хомеостатичното равновесие е свързан с генетични мутации, включващи гени, които кодират протеини от хеликазен тип; поради тази причина те са предмет на биомедицински и генетични изследвания.
По-долу ще споменем някои от болестите, свързани с мутации в гени, които кодират ДНК като хеликазни протеини:
Синдром на Вернер
Това е генетично заболяване, причинено от мутация на ген, наречен WRN, който кодира хеликаза. Мутантната хеликаза не действа правилно и причинява редица заболявания, които заедно съставляват синдрома на Вернер.
Основната характеристика на тези, които страдат от тази патология, е преждевременното им стареене. За да се прояви заболяването, мутантният ген трябва да бъде наследен от двамата родители; честотата му е много ниска и няма лечение за лечението му.
Синдром на Блум
Синдромът на Блум е генетично заболяване, причинено от мутацията на автозомния ген, наречен BLM, който кодира хеликазен протеин. Това се случва само за лица, хомозиготни за този характер (рецесивен).
Основната характеристика на това рядко заболяване е свръхчувствителност към слънчева светлина, която причинява кожни лезии от вида на еритроматозен обрив. Все още няма лек.
Синдром на Ротмунд-Томсън
Той е известен също като вродена атрофична поикилодерма. Това е патология с генетичен произход много рядко: досега в света са описани по-малко от 300 случая.
Тя се причинява от мутация на ген RECQ4, автозомно ген с рецесивна проява, която се намира на хромозома 8.
Симптомите или състоянията на този синдром включват ювенилни катаракти, аномалии в скелетната система, депигментация, дилатация на капилярите и атрофия на кожата (poikiloderma). В някои случаи може да възникне хипертиреоидизъм и дефицит в производството на тестостерон.
препратки
- R.M. Brosh (2013). ДНК хеликази, участващи в ремонта на ДНК и техните роли при рак. Отзиви за природата Рак.
- Хелииказа. Изтеглено от nature.com.
- Хелииказа. Изтеглено от en.wikipedia.org.
- A. Juárez, L.P. Острови, А.М. Rivera, S.E. Tellez, M.A. Duran (2011). Синдром на Rothmund-Thompson (вродена атрофична poikilodermia) при бременна жена. Клиника и изследвания в гинекологията и акушерството.
- К. D. Raney, A.K. Byrd, S. Aarattuthodiyil (2013). Структура и механизми на SF1 ДНК хеликази. Напредък в експерименталната медицина и биология.
- Синдром на Блум. Възстановен от medicina.ufm.edu.
- M. Singleton, M.S. Dillingham, D.B. Wigley (2007). Структура и механизъм на транслокадите на спиралата и нуклеиновата киселина. Годишен преглед на биохимията.