Jaga:
Helicasa funktsioonid, struktuurid ja funktsioonid
The helikaas viitab proteiinhüdrolüütilise tüüpi ensüümide rühmale, mis on väga oluline kõigi elusorganismide jaoks; neid nimetatakse ka mootori valkudeks. Need liiguvad läbi raku tsütoplasma, muutes keemilise energia mehaaniliseks tööks ATP hüdrolüüsi teel.
Selle kõige olulisem ülesanne on murda vesiniksidemed nukleiinhapete lämmastiku aluste vahel, võimaldades seega nende replikatsiooni. Oluline on rõhutada, et helikaasid on praktiliselt kõikjal esinevad, kuna need esinevad viirustes, bakterites ja eukarüootsetes organismides..
Esimene neist valkudest või ensüümidest avastati 1976. aastal bakteris Escherichia coli; kaks aastat hiljem avastati esimene helikaas eukarüootses organismis, liilia taimedes.
Praegu on helikaasvalke iseloomustatud kõigis looduslikes kuningriikides, kaasa arvatud viirused, mis tähendab, et on tekkinud ulatuslikud teadmised nende hüdrolüütiliste ensüümide kohta, nende funktsioonid organismides ja nende mehaaniline roll..
Indeks
- 1 Omadused
- 1.1 DNA helikaas
- 1,2-helikaas-RNA
- 2 Taksonoomia
- 2.1 SF1
- 2,2 SF2
- 2.3 SF3
- 2,4 SF4
- 2,5 SF5
- 2.6 SF6
- 3 Struktuur
- 4 Funktsioonid
- 4.1 DNA helikaas
- 4.2 RNA helikaas
- 5 Meditsiiniline tähtsus
- 5.1 Werneri sündroom
- 5.2 Bloomi sündroom
- 5.3 Rothmund-Thomsoni sündroom
- 6 Viited
Omadused
Helikaasid on bioloogilised või looduslikud makromolekulid, mis kiirendavad keemilisi reaktsioone (ensüüme). Neid iseloomustab peamiselt adenosiintrifosfaadi (ATP) keemiliste komplekside eraldamine hüdrolüüsi teel.
Need ensüümid kasutavad ATP-d, et seostada ja ümberkujundada deoksüribonukleiinhapete (DNA) ja ribonukleiinhapete (RNA) kompleksid..
On vähemalt 2 tüüpi helikaase: DNA ja RNA.
DNA helikaas
DNA helikassid toimivad DNA replikatsioonile ja neid iseloomustavad DNA eraldamine kahekordsetest ahelatest üksikuteks ahelateks.
Helikaasi RNA
Need ensüümid toimivad ribonukleiinhappe (RNA) ainevahetusprotsessides ja paljunemisel, paljunemisel või ribosoomide biogeneesil..
RNA helikaas on samuti võtmesõnumi RNA (mRNA) eelvaltsimise protsessis ja valgu sünteesi algatamises pärast DNA transkriptsiooni RNA-ks raku tuumas.
Taksonoomia
Neid ensüüme võib diferentseerida vastavalt nende homoloogiale keskse aminohappe domeeni ATPaasi aminohappejärjestuses või jagatud sekveneerimise põhjustel. Vastavalt klassifikatsioonile rühmitatakse need 6 superperele (SF 1-6):
SF1
Selle superperekonna ensüümidel on translokatsiooni 3'-5 'või 5'-3' polaarsus ja nad ei moodusta rõngakujulisi struktuure.
SF2
Seda tuntakse kui helikaaside suurimat rühma ja see koosneb peamiselt RNA helikaasidest. Need kujutavad endast translokatsiooni polaarsust üldiselt 3'-5 'väga väheste eranditega.
Neil on üheksa motiivi (inglise keeles motiivid, mis on tõlgitud "korduvate elementidena"), mis on konserveerunud aminohappejärjestused, ja nagu SF1, ei moodusta \ t.
SF3
Need on viirusega sarnased helikaasid ja neil on ainulaadne 3'-5 'translatsioonipolaarsus. Neil on ainult neli väga konserveerunud järjestuse motiivi ja moodustavad rõngasstruktuure või -rõngaid.
SF4
Neid kirjeldati esimest korda bakterites ja bakteriofaagides. Need on kopeerivate või replikatiivsete helikaaside rühm.
Neil on 5'-3 'ainulaadne translokatsioonipolaarsus ja neil on viis väga konserveerunud järjestuse motiivi. Neid helikaase iseloomustatakse seetõttu, et nad moodustavad rõngad.
SF5
Need on Rho faktoritüüpi valgud. SF5 superperekonna helikaasid on iseloomulikud prokarüootsetele organismidele ja on heksameersed sõltuvalt ATP-st. Arvatakse, et need on tihedalt seotud SF4-ga; Neil on ka ring- ja mitte-rõngakujulised kujud.
SF6
Need on valgud, mis on ilmselt seotud SF3 superperekonnaga; aga SF6 on ATPaasi valkude domeen, mis on seotud mitmesuguste rakuliste aktiivsustega (AAA valgud), mis SF3-s ei esine..
Struktuur
Struktuuriliselt on kõigil helikaasidel esmase struktuuri esiosas väga konserveerunud järjestusmotiivid. Molekuli üks osa sisaldab konkreetset aminohappekorraldust, mis sõltub iga helikaasi spetsiifilisest funktsioonist.
Kõige enam struktuurselt uuritud helikaasid on SF1 superperekonna omad. On teada, et need valgud on rühmitatud kaheks domeeniks, mis on väga sarnased RecA multifunktsionaalsete valkudega, ja need domeenid moodustavad nende vahel ATP sidumise tasku.
Mitte-konserveerunud piirkonnad võivad esitada DNA tuvastamise, rakulise lokaliseerimise domeeni ja valgu-valgu domeeni spetsiifilisi domeene.
Funktsioonid
DNA helikaas
Nende valkude funktsioonid sõltuvad olulistest erinevatest teguritest, mille hulgas esineb keskkonna stress, rakkude sugukond, geneetiline taust ja rakutsükli etapid..
On teada, et SF1 DNA helikaasid täidavad spetsiifilisi funktsioone DNA parandamisel, replikatsioonis, ülekandes ja rekombinatsioonis.
DNA kahekordse heeliksi eraldi ahelad ja osalevad telomeeride hooldamisel, topeltahela purunemise ja nukleiinhapetega seotud valkude kõrvaldamisel.
Helikaasi RNA
Nagu eelnevalt mainitud, on RNA helikaasid eluliselt olulised enamikus RNA metaboolsetes protsessides ja on teada ka, et need valgud on seotud viiruse RNA avastamisega..
Lisaks toimivad nad viirusevastase immuunvastuse suhtes, kuna nad avastavad organismis võõr- või võõraste RNA-sid (selgroogsetel).
Meditsiiniline tähtsus
Helikaasid aitavad rakkudel endogeenset ja eksogeenset stressi ületada, vältides kromosomaalset ebastabiilsust ja säilitades raku tasakaalu.
Selle süsteemi või homeostaatilise tasakaalu ebaõnnestumine on seotud geenidega, mis hõlmavad helikaasi tüüpi valke kodeerivaid geene; sel põhjusel on nad biomeditsiiniliste ja geneetiliste uuringute objektiks.
Allpool mainitakse mõningaid haigusi, mis on seotud mutatsioonidega geenides, mis kodeerivad DNA-d helikaasvalgudena:
Werneri sündroom
See on geneetiline haigus, mis on põhjustatud helikaasi kodeeriva WRN-i geeni mutatsioonist. Mutantne helikaas ei toimi õigesti ja põhjustab mitmeid haigusi, mis koos moodustavad Werneri sündroomi.
Nende patoloogiate peamine omadus on nende enneaegne vananemine. Et haigus ilmneks, peab mutantne geen olema päritud mõlemalt vanemalt; selle esinemissagedus on väga väike ja selle ravi ei ravi.
Bloomi sündroom
Bloomi sündroom on geneetiline haigus, mis on põhjustatud helikaasi valku kodeeriva autosomaalse geeni BLM mutatsioonist. See esineb ainult isikutele, kes on selle iseloomu suhtes homosügootsed (retsessiivsed).
Selle harvaesineva haiguse peamine tunnus on ülitundlikkus päikesevalguse suhtes, mis põhjustab erythromatosuse lööbe tüüpi nahakahjustusi. Ei ole veel ravi.
Rothmund-Thomsoni sündroom
Seda tuntakse ka kaasasündinud atrofilise poikiloderma nime all. See on geneetilise päritoluga patoloogia väga harva: siiani on maailmas kirjeldatud vähem kui 300 juhtumit.
See on põhjustatud RECQ4 geeni mutatsioonist, mis on kromosoomil paiknev retsessiivse ilminguga autosomaalne geen..
Selle sündroomi sümptomid või seisundid hõlmavad juveniilseid katarakti, anomaaliaid skeleti süsteemis, depigmentatsiooni, kapillaarse dilatatsiooni ja naha atroofiat (poikiloderma). Mõnel juhul võib tekkida hüpertüreoidism ja testosterooni tootmise puudus.
Viited
- R.M. Brosh (2013). DNA parandused ja nende roll vähktõvega seotud DNA-helikaasid. Looduse Arvustused Cancer.
- Helikaas Välja otsitud loodusest.com.
- Helikaas Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
- A. Juárez, L.P. Saared, A.M. Rivera, S.E. Tellez, M.A. Duran (2011). Rothmund-Thompsoni sündroom (kaasasündinud atrofiline poikilodermia) rasedal naisel. Günekoloogia ja sünnitusabi kliinikud ja uuringud.
- K.D. Raney, A.K. Byrd, S. Aarattuthodiyil (2013). SF1 DNA helikaaside struktuur ja mehhanismid. Eksperimentaalse meditsiini ja bioloogia edusammud.
- Bloomi sündroom. Taastati raviarstist.
- M. Singleton, M.S. Dillingham, D.B. Wigley (2007). Spiraalsete ja nukleiinhappe translokaaside struktuur ja mehhanism. Iga-aastane ülevaade biokeemiast.