תכונות Helicasa, מבנים ופונקציות

ה helicase מתייחס לקבוצה של אנזימים מהסוג הפרוטאיקולי-הידרוליטי מאוד חשוב לכל אורגניזמים חיים; הם נקראים גם חלבונים מוטוריים. אלה לעבור דרך cytoplasm התא, המרת אנרגיה כימית לתוך עבודה מכנית על ידי הידרוליזה של ה- ATP.

הפונקציה החשובה ביותר שלו היא לשבור את הקשרים מימן בין הבסיסים החנקניים של חומצות גרעין, ובכך מאפשר שכפול שלהם. חשוב להדגיש כי helicases הם כמעט בכל מקום, שכן הם נוכחים וירוסים, חיידקים ו אורגניזמים eukaryotic.

הראשון מבין החלבונים או האנזימים התגלה בשנת 1976 בבקטריה Escherichia coli; שנתיים לאחר מכן התגלה האליקאז הראשון באורגניזם אאוקריוטי, בצמחי שושן.

חלבונים helicase כיום אופיינו בכל הממלכות הטבעיות כולל וירוסים, מה שמרמז על ידע עצום על אנזימים אלה hydrolytic כבר שנוצר, הפונקציות שלהם אורגניזמים תפקיד מכני שלהם.

אינדקס

• 1 מאפיינים
  • 1.1 helicase DNA
  • 1.2 helicase רנ"א
• 2 טקסונומיה
  • 2.1 SF1
  • 2.2 SF2
  • 2.3 SF3
  • 2.4 SF4
  • 2.5 SF5
  • 2.6 SF6
• 3 מבנה
• 4 פונקציות
  • 4.1 DNA helicase
  • 4.2 RNA helicase
• 5 חשיבות רפואית
  • 5.1 תסמונת ורנר
  • 5.2 תסמונת בלום
  • 5.3 תסמונת רוטמונד-תומסון
• 6 הפניות

תכונות

הליקציות הן מקרומולקולות ביולוגיות או טבעיות המאיצות תגובות כימיות (אנזימים). הם מאופיינים בעיקר על ידי הפרדת קומפלקסים כימיים של אדנוזין טריפוספט (ATP) על ידי הידרוליזה.

אנזימים אלה משתמשים ב- ATP כדי לקשור ולשלב קומפלקסים של חומצות deoxyribonucleic (DNA) וחומצות ribonucleic (RNA).

ישנם לפחות 2 סוגים של helicases: DNA ו- RNA.

DNA helicase

DNA helicases לפעול על שכפול דנ"א מאופיינים על ידי הפרדת DNA מחבלים כפולים לתוך גדילי יחיד.

Helicase RNA

אנזימים אלה פועלים בתהליכים המטבוליים של חומצה ribonucleic (RNA) ובכפל, רבייה או ביוגנזה ריבוזומלית.

RNA helicase הוא גם מפתח בתהליך של מראש שחבור השליח RNA (mRNA) ואת ייזום של סינתזת החלבון, לאחר שעתוק של DNA ל- RNA בגרעין התא.

טקסונומיה

אנזימים אלה יכולים להיות מובחנים על פי ההומולוגיה שלהם רצף חומצות אמיניות של חומצת האמינו המרכזית ATPase תחום, או מסיבות רצף משותף. על פי הסיווג, אלה מקובצים לתוך 6 superfamilies (SF 1-6):

SF1

לאנזימים של משפחת-העל הזו יש קוטביות של טרנסלוקציה 3'-5 'או 5'-3' ואינם יוצרים מבנים חוצביים.

SF2

זה ידוע בתור הקבוצה הגדולה של helicases והוא מורכב בעיקר של helicases RNA. הם מציגים קוטביות של טרנסלוקציה בדרך כלל של 3 - 5 'עם מעט מאוד יוצאים מן הכלל.

יש להם תשעה מניעים (מאנגלית מוטיבים, אשר מתורגם "אלמנטים חוזרים") של רצפים חומצות אמינו משומרים מאוד, כמו SF1, לא יוצרים מבנים חוצניים.

SF3

הם כמו helicases כמו וירוס ויש להם קוטביות טרנסלוקציה ייחודי של 3'-5 '. יש להם רק ארבעה מוטיבים רצופים משוכללים ומבנים בצורת טבעת או טבעות.

SF4

הם תוארו לראשונה בחיידקים ובקטריופאגים. הם קבוצה של משכפל או replicative helicases.

יש להם קוטביות טרנסלוקציה ייחודית של 5'-3 ', ויש להם חמישה מוטיבים רצופים מאוד. אלה helicases מאופיינים כי הם יוצרים טבעות.

SF5

הם חלבונים מסוג Rho גורם. הליקזות של משפחת SF5 הן אופייניות לאורגניזמים פרוקריוטים והן תלויות ב- ATP. הוא חשב כי הם קשורים באופן הדוק SF4; יש להם גם צורות טבעת ולא חדירי.

SF6

הם חלבונים הקשורים כנראה superfamily SF3; עם זאת, SF6 להציג תחום של חלבונים ATPase הקשורים לפעילות הסלולרית מגוונת (חלבונים AAA) לא נוכח SF3.

מבנה

מבחינה מבנית, כל helicases יש מוטיבציה רצף נשמר מאוד בחלק הקדמי של המבנה העיקרי שלהם. חלק של המולקולה יש סידור חומצות אמיניות מסוים זה תלוי הפונקציה הספציפית של כל helicase.

ההליקסים שנחקרו ביותר מבחינה מבנית הם אלה של משפחת SF1. זה ידוע כי חלבונים אלה מקובצים בשני תחומים דומים מאוד חלבונים רב תכליתיים RecA, ותחומים אלה יוצרים כיס מחייב ATP ביניהם.

אזורים שאינם משומרים יכולים להציג תחומים ספציפיים של סוג זיהוי ה- DNA, תחום לוקליזציה הסלולר וחלבון חלבונים.

פונקציות

DNA helicase

התפקודים של חלבונים אלה תלויים במגוון חשוב של גורמים, ביניהם מתח סביבתי, השושלת של התאים, הרקע הגנטי והשלבי מחזור התא..

זה ידוע כי helicases DNA של SF1 למלא פונקציות ספציפיות בתיקון, שכפול, העברה רקומבינציה של DNA.

שרשראות נפרדות של סליל כפול של DNA ו להשתתף תחזוקה של הטלומרים, בתיקונים עקב שבירה של גדיל כפול ועל חיסול חלבונים הקשורים חומצות גרעין.

Helicase RNA

כאמור, RNA helicases חיוניים ברוב המכריע של תהליכים מטבוליים של רנ"א, וזה ידוע גם כי חלבונים אלה מעורבים בזיהוי של RNA ויראלי.

בנוסף, הם פועלים על התגובה החיסונית האנטי-ויראלית, שכן הם מזהים רנ"א זר או זר בגוף (בחוליות).

חשיבות רפואית

Helicases לעזור לתאים להתגבר על מתח אנדוגני endogenous, הימנעות חוסר יציבות כרומוזומלית ושמירה על איזון הסלולר.

הכשל של מערכת זו או שיווי משקל הומיאוסטטי קשור למוטציות גנטיות הקשורות בגנים המקודדים חלבונים מסוג הליקאז; מסיבה זו הם נושאים למחקרים ביו-רפואיים וגנטיים.

להלן נציין כמה מהמחלות הקשורות למוטציות בגנים המקודדים דנ"א כחלבוני חלז:

תסמונת ורנר

זוהי מחלה גנטית הנגרמת על ידי מוטציה של גן הנקרא WRN, אשר מקודד helicase. ההליקז המוטנטי אינו פועל בצורה נכונה וגורם לסדרת מחלות המרכיבות יחד את תסמונת ורנר.

המאפיין העיקרי של אלה הסובלים מפאתולוגיה זו הוא ההזדקנות המוקדמת שלהם. כדי שהמחלה תתבטא, הגן המוטנטי חייב להיות בירושה משני ההורים; שכיחותה נמוכה מאוד ואין טיפול לריפוי שלה.

תסמונת בלום

תסמונת בלום היא מחלה גנטית הנגרמת על ידי מוטציה של הגן האוטוסומלי הנקרא BLM המקודד חלבון הליקז. זה קורה רק עבור אנשים הומוזיגיים עבור אופי זה (רצסיבי).

המאפיין העיקרי של מחלה נדירה זו הוא רגישות לאור השמש, אשר גורם נגעים בעור של פריחה erythromatosus סוג. עדיין אין תרופה.

תסמונת רוטמונד-תומסון

זה ידוע גם בשם poikiloderma אטרופי מולד. זוהי פתולוגיה של מוצא גנטי נדיר מאוד: עד כה יש פחות מ 300 מקרים המתוארים ברחבי העולם. 

זה נגרם על ידי מוטציה של הגן RECQ4, גן אוטוסומלי עם ביטוי רצסיבי הממוקם על כרומוזום 8.

סימפטומים או תנאים של תסמונת זו כוללים קטרקט לנוער, חריגות במערכת השלד, דיגמנטציה, התרחבות נימי ניוון העור (poikiloderma). בחלק מהמקרים hyperthyroidism וחוסר בייצור טסטוסטרון עלולה להתרחש.

הפניות

1. M. ברוש (2013). DNA helicases המעורבים בתיקון DNA ותפקידים שלהם בסרטן. טבע ביקורות סרטן.
2. Helicase מקורו ב- nature.com.
3. Helicase מקור: en.wikipedia.org.
4. א Juárez, L.P. איי, איי.אם Rivera, S.E. טלז, מ. דוראן (2011). תסמונת רוטמונד-תומפסון (poikilodermia אטרופית מולדת) באישה הרה. מרפאה ומחקר בגניקולוגיה ומיילדות.
5. ק. ראני, א. Byrd, S. Aarattuthodiyil (2013). מבנה ומנגנונים של דליקות DNA של SF1. התקדמות ברפואה ניסויית וביולוגיה.
6. תסמונת בלום. משוחזר מ medicina.ufm.edu.
7. מ. סינגלטון, M.S. Dillingham, D.B. ויגלי (2007). מבנה ומנגנון של הליקויים חומצה גרעין translocases. סקירה שנתית של ביוכימיה.