Helikaza

Krok 1 replikacji DNA, dekompresja za pomocą helikazy. Źródło: Christinelmiller, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Czym jest helikaza?

Helikaza Jest to enzym, który uczestniczy w procesach powielania i rozmnażania żywych organizmów, również w transkrypcji, rekombinacji i naprawie DNA, a także w biogenezie rybosomów. Jest to fundamentalny enzym dla wszystkich tych procesów.

Jego najważniejszą funkcją jest rozbicie mostów wodorowych między podstawami azotu kwasów nukleinowych, umożliwiając w ten sposób inne enzymy i odtworzenie sekwencji DNA. Należy podkreślić, że helikazy są praktycznie wszechobecne, ponieważ są obecne w wirusach, bakteriach i organizmach eukariotycznych.

Pierwsze z tych białek lub enzymów zostało odkryte w 1976 roku w bakteriach Escherichia coli. Dwa lata później pierwsza helikaza została odkryta w organizmie eukariotycznym, w roślinach lilii.

Obecnie białka helikozy scharakteryzowano we wszystkich naturalnych królestwach, w tym wirusach, co oznacza, że ​​wygenerowano ogromną wiedzę na temat tych enzymów hydrolitycznych, ich funkcji w organizmach i ich mechanistycznej roli.

Charakterystyka helicasas

• Helikazy to biologiczne lub naturalne makrocząsteczki, które przyspieszają reakcje chemiczne (enzymy). Charakteryzują się głównie oddzieleniem kompleksów chemicznych od tryposforanu adenozyny (ATP) za pomocą hydrolizy.
• Używają ATP do połączenia i przebudowy kompleksów kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA) i kwasów rybonukleinowych (RNA).

Rodzaje helikopterów

Helikaza DNA

Helikaza DNA działa w replikacji DNA i charakteryzuje się oddzielaniem DNA od podwójnych łańcuchów na proste łańcuchy.

Helikaza RNA

Te enzymy działają w procesach metabolicznych kwasu rybonukleinowego (RNA) oraz w mnożniku, reprodukcji lub biogenezie rybosomalnej.

Helikaza RNA jest również kluczowa we wcześniejszym procesie połączenia RNA Messenger (RNM) i początku syntezy białek, po transkrypcji DNA do RNA w jądrze komórkowym.

Może ci służyć: naskórka: trening, cechy, warstwy, funkcje

Taksonomia

Te enzymy można różnicować w zależności od ich homologii w sekwencjonowaniu aminokwasów centralnej domeny aminokwasów lub ze wspólnych przyczyn sekwencjonowania. Zgodnie z klasyfikacją są one pogrupowane w 6 superfamili (SF 1-6):

SF1

Enzymy tego nadrodziny mają polaryzację translokacji 3'-5 'lub 5'-3' i nie tworzą pierścieniowych struktur.

SF2

Jest znany jako najszersza grupa helikaz i głównie ją komponuje. Prezentują polaryzację translokacji 3'-5 'z bardzo niewielkimi wyjątkami.

Mają dziewięć powodów (angielski Motywy, który jest przetłumaczony jako „nawracające elementy”) wysoce zachowanych sekwencji aminokwasowych i, podobnie jak SF1, nie tworzą struktur pierścieniowych.

SF3

Są to cechy wirusa helikalnego i mają unikalną biegunowość translokacji 3'-5 '. Mają tylko cztery wysoce zachowane motywy sekwencji i tworzą pierścieniowe struktury lub pierścienie.

SF4

Po raz pierwszy opisano je w bakteriach i bakteriofagach. Są grupą replikujących lub repliki helikopoli.

Mają unikalną biegunowość translokacji 5'-3 'i mają pięć wysoce zachowanych motywów sekwencji. Te helikaty są charakteryzowane, ponieważ tworzą pierścienie.

SF5

Są białkami czynnika Rho. Helikazy nadrodziny SF5 są cechami organizmów prokariotingowych i są heksamerycznymi na utrzymaniu ATP. Uważa się, że są ściśle związane z SF4. Ponadto mają formy pierścieniowe i nienansalne.

SF6

Są to białka najwyraźniej związane z nadrodziną SF3. Jednak SF6 ma opanowanie białek ATPASAS związanych z różnymi aktywnością komórkową (białkami AAA), które nie są obecne w SF3.

Struktura

Strukturalnie wszystkie helikazy mają wysoce zachowane motywy sekwencji w przedniej części ich pierwotnej struktury. Część cząsteczki przedstawia układ konkretnych aminokwasów, który zależy od specyficznej funkcji każdej helikazy.

Może ci służyć: Epicondyle

Najczęściej badane strukturalnie helikazy to helikaty SF1 nadrodziny. Wiadomo, że białka te są pogrupowane w 2 domeny bardzo podobne do zbierania białek wielofunkcyjnych, a domeny te tworzą między nimi kieszeń Unii ATP.

Regiony zachowane ONZ mogą prezentować określone domeny rodzaju rozpoznawania DNA, opanowanie lokalizacji komórek i białko białko.

Funkcje

Helikaza DNA

• Funkcje tych białek zależą od ważnej różnorodności czynników, w tym stres środowiskowy, linia komórkowa, tło genetyczne i etapy cyklu komórkowego wyróżniają się.
• Wiadomo, że hiksowe DNA SF1 spełnia określone funkcje w replikacji, przeniesieniu i rekombinacji DNA.
• Oddzielają łańcuchy od podwójnego śmigła DNA i uczestniczą w utrzymaniu telomer.

Helikaza RNA

• Helicious RNA są niezbędne w zdecydowanej większości procesów metabolicznych RNA i wiadomo również, że uczestniczą w wykrywaniu wirusowego RNA.
• Ponadto działają w przeciwwirusowej odpowiedzi immunologicznej, ponieważ wykrywają nieznajomych lub poza ciałem (u kręgowców).

Znaczenie medyczne

Helikazy pomagają komórek przezwyciężyć stres endogenny i egzogenny, unikając niestabilności chromosomowej i utrzymując równowagę komórkową.

Niepowodzenie tego systemu lub równowaga homeostatyczna jest związana z mutacjami genetycznymi, które obejmują geny kodujące białka Helycase. Z tego powodu podlegają badaniom biomedycznym i genetycznym.

Następnie wspomnimy o niektórych chorobach związanych z mutacjami w genach kodujących DNA, takie jak białka typu helikazy:

Może ci służyć: spróbuj refleksji: koncepcja, aferentna, emocjonalna, fizjologia

Zespół Wernera

Jest to choroba genetyczna spowodowana mutacją genu zwanego WRN, który koduje helikazę. Mutant Helosa nie działa poprawnie i powoduje szereg chorób, które razem składają zespół Wernera.

Główną cechą tych, którzy cierpią na tę patologię, jest jego przedwczesne starzenie się. Aby przejawiać chorobę, gen zmutowany musi być odziedziczony od obojga rodziców. Jego częstość występowania jest bardzo niska i nie ma leczenia leczenia.

Zespół Blooma

Zespół Blooma jest genetycznym wynikiem choroby mutacji genu autosomalnego zwanego BLM, który koduje białko Helicasa. Wydaje się tylko dla osób homozygotycznych dla tej postaci (recesywnej).

Główną cechą tej rzadkiej choroby jest nadwrażliwość na światło słoneczne, co powoduje skórne zmiany skóry. Nadal nie ma lekarstwa.

Zespół Rothmunda-Thomsona

Jest również znany jako wrodzona zanika pociquia. Jest to bardzo rzadka patologia genetyczna: do tej pory na całym świecie opisano mniej niż 300 przypadków. 

Pochodzi z mutacji genu Recq4, autosomalnej i recesywnej manifestacji, która znajduje się na chromosomie 8.

Objawy lub cierpienia tego zespołu obejmują zaćmy młodzieżowe, anomalie w układzie szkieletowym, depigmentację, rozszerzenie naczyń włosowatych i atrofia skóry (pociquilodermia). W niektórych przypadkach może wystąpić nadczynność tarczycy i produkcja testosteronu.

Bibliografia

1. Helikaza. Odzyskany z natury.com.
2. Zespół Blooma. Odzyskane z medycyny.UFM.Edu.