endonukleazama

endonukleaze su enzimi koji razgrađuju DNK i RNK, a da ih potpuno ne razgrade. Skupina endonukleaza sadrži različite enzime, od kojih svaki djeluje na supstrat i na specifičan način.

Što je endonukleaza?

Endonukleze su različiti enzimi koji se ne nalaze samo u ljudima, već se nalaze u svim živim bićima. Pripadaju nadređenoj skupini nukleusa. Endonuklea razgrađuje DNK ili RNK, a da ih ne cijepa u potpunosti.

DNK ili deoksiribonukleinska kiselina je složena struktura molekula šećera (deoksiriboza) i nukleinskih kiselina. Da bi se obradila DNK, endonukleaze prekidaju fosfodiestersku vezu između pojedinih građevnih blokova. Fosfodiesterska veza drži DNK i RNK zajedno na kralježnici. Nukleotidi DNA i RNA imaju ostatak fosforne kiseline. Nalazi se na šećeru, čija osnovna struktura čini prsten.

Ovaj prsten ima pet atoma ugljika; Između ostalog, na ugljikovom atomu C5 postoji OH grupa, tj. Kombinacija atoma kisika i vodika. Ugljikov atom C5 i OH grupa tvore ester fosforne kiseline. Ovaj ostatak fosforne kiseline dobiva drugu estersku vezu, koja se sastoji od ugljikovog atoma C3 i pridružene OH skupine. Rezultirajuća veza je 3'-5'-fosfodiesterska veza.

Funkcija, efekt i zadaće

Endonukleaze doprinose obradi DNK i RNA. Adenin, timin, gvanin i citozin nukleinskih kiselina tvore genetski kod koji ne samo da prenosi informacije na sljedeće generacije kada se nasljeđuje, već i kontrolira metabolizam stanica.

Slijed različitih nukleinskih kiselina u DNK kodira redoslijed kojim ostali enzimi - takozvani ribosomi - povezuju aminokiseline zajedno. Svi proteini se sastoje od ovih lanaca; slijed aminokiselina u proteinu ovisi o slijedu nukleinskih kiselina u DNK - što zauzvrat određuje oblik i funkcionalnost proteina.

Biologija označava prijevod genetskog koda u lance aminokiselina kao prijevod. Prevod se odvija u stanicama ljudskog tijela izvan stanične jezgre - DNK se nalazi samo unutar stanične jezgre. Stoga stanica mora napraviti kopiju DNK. Kopija ne koristi deoksiribozu kao molekulu šećera, već ribozu. Stoga je RNA. Proizvodnja RNA u biologiji se također naziva transkripcija i zahtijeva endonukleaze.

Tijekom prevođenja razni enzimi moraju produljiti lanac nukleotida. Djelomično cijepanje endonukleazama također omogućuje. Endonukleaze također imaju istu funkciju u replikaciji kada je potrebna kopija DNK tijekom stanične diobe.

Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti

Kao i svi enzimi, endonukleze su proteini koji se sastoje od lanaca aminokiselina. Sve aminokiseline imaju istu osnovnu strukturu: Sastoje se od središnjeg atoma ugljika na koji su vezane amino skupina, karboksilna skupina, jedan atom vodika, a-ugljikov atom i rezidualna skupina. Ostatak je karakterističan za svaku aminokiselinu i određuje u koje interakcije može ući s drugim aminokiselinama i drugim tvarima.

Biologija također opisuje jednodimenzionalnu strukturu enzima u obliku njihovog lanca aminokiselina kao primarnu strukturu. Postoje nabori unutar lanca; ostali enzimi kataliziraju ovaj proces. Prostorni red stabiliziran je vodikovim mostovima koji se formiraju između pojedinih građevnih blokova. Ova sekundarna struktura može se pojaviti i kao α-helix i kao β-list. Sekundarna struktura proteina i dalje se savija i poprima složenije oblike. Interakcije između različitih aminokiselinskih ostataka igraju ključnu ulogu ovdje.

Na temelju biokemijskih svojstava odnosnih ostataka nastaje tercijarna struktura. Samo u ovom obliku protein ima svoja konačna svojstva, koja u velikoj mjeri ovise o prostornom obliku. U slučaju enzima, ovaj oblik uključuje aktivni centar u kojem se odvija stvarna reakcija enzima. U slučaju endonukleaze, aktivno mjesto reagira s DNA ili RNA kao supstratom.

Bolesti i poremećaji

Endonukuzei igraju važnu ulogu u popravljanju DNK jer razbijaju njegove lance. Popravak je potreban ako je DNA oštećena, primjerice, zračenjem ili kemijskim tvarima. UV svjetlo već može imati ovaj učinak.

Povećana doza UV-B zračenja rezultira akumulacijom timinskih dimera u lancu DNA. Oni deformiraju DNK i potom dovode do poremećaja u udvostručenju DNK: Enzim koji čita DNK tijekom replikacije ne može izbjeći deformaciju koju uzrokuju diminski dimeri i stoga ne može nastaviti s radom.

Ljudske stanice imaju na raspolaganju različite mehanizme popravljanja. Endonukleaze se koriste za popravak ekscizije. Specijalizirana endonukleaza može prepoznati dimne dimimere i druga oštećenja. Dvaput presječe pogođeni niz DNA, i prije i nakon oštećenja. Dimer se uklanja, ali stvara prazninu u kodu. Još jedan enzim, DNA polimeraza, tada mora popuniti jaz. Za usporedbu, ona koristi komplementarni lanac DNA i dodaje odgovarajuće parove baza dok se ne popuni jaz i ne obnovi oštećeni lanac DNA.

Taj popravak nije neuobičajen, ali se javlja mnogo puta dnevno u tijelu. Poremećaji u procesu popravljanja mogu dovesti do različitih poremećaja, na primjer, kožna bolest xeroderma pigmentosum. Uz ovu bolest, oboljeli su pretjerano osjetljivi na sunčevu svjetlost jer stanice ne mogu popraviti oštećenja na UV zračenju.