نوكليازات: الوظيفة والأمراض

نوكلياز هي الانزيمات وظيفتها أن تتحلل احماض نووية مثل حمض النووي الريبي or حمض النووي الريبي منقوص الأكسجين. يشار إلى هذا على أنه الهضم الكامل أو الجزئي للركيزة.

ما هي نوكليازات؟

نوكلياز هي المسؤولة بشكل عام عن تدهور احماض نووية. في هذه العملية ، يمكن أن يتحلل الحمض النووي من نهايات الحمض النووي الجزيئات وكذلك من وسطه. هناك أيضًا ما يسمى نوكليازات التقييد ، والتي تقطع فقط تسلسل الحمض النووي من مناطق معينة. يتم تصنيف نوكليازات وفقًا لمعايير مختلفة. معيار واحد هو نوع الحمض النووي (حمض النووي الريبي منقوص الأكسجين or حمض النووي الريبي). معيار آخر يتعلق بالبنية الثانوية مثل الخيط المزدوج أو الخيط الفردي. من المهم أيضًا لاختيار المعايير سواء كان التحلل يحدث من الأطراف أو من منتصف الجزيء. السؤال التالي هو أين يقع موقع الهجوم بين موقع 5 و 3 موقع السكر-فوسفات سقالة. كما يدخل دور التسلسل الأساسي الخاص بالتسلسل وغير المحدد في تحديد معايير التصنيف. وفقًا لهذه المعايير ، ينتج عن فئات تصنيف مختلفة. وبالتالي ، يمكن تصنيف نوكليازات إلى نوكليازات خارجية ، نوكليازات داخلية ، ديوكسي ريبونوكلياز ، وريبونوكليازات.

الوظيفة والعمل والمهام

وظائف نوكلياز متنوعة. تتمثل إحدى الوظائف المهمة في شق الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي الغريب بطريقة محددة التسلسل وغير محددة. نوكليازات التقييد هي المسؤولة عن هذه المهمة. إنهم يشقون احماض نووية في مواقع محددة بعيدًا عن نهاياتها. في هذه العملية ، يتم شق تسلسلات الحمض النووي المتشابهة أو إنتاج متواليات غير محددة. نوكليازات التقييد هي جزء من الجهاز المناعي، لأنها تحط من النواة الأجنبية الأحماض. غالبًا ما تكون نوكليازات غير محددة مسؤولة عن هضم النواة الأحماض. ومع ذلك ، فهم أيضًا يهضمون النواة الأحماض من الخلايا الميتة أثناء موت الخلايا المبرمج ، موت الخلايا المبرمج. DNase ، وهي وفيرة بشكل خاص في البنكرياس ، كبد, الصفائح الدموية و دم تلعب البلازما دورًا رئيسيًا في هذه العملية. يتأثر mRNA بوجود الحمض النووي الريبي. يتحكم التحلل الخاضع للرقابة لـ RNA في تنظيم جينة التعبير. تعمل نوكليازات خارجية على تحلل الحمض النووي الفردي أو الحمض النووي الريبي الجزيئات من النهايات. هنا ، تسلسل الحمض النووي غير ذي صلة. وظيفة هذه الانزيمات هو تحطيم الأحماض النووية تمامًا إلى النيوكليوتيدات المقابلة. في هذه العملية ، تعمل النيوكليوتيدات مرة أخرى كعناصر بناء لبناء متجدد للأحماض النووية أو تتحلل تمامًا. في الهندسة الوراثية الإجراءات ، تستخدم نوكليازات التقييد كأدوات قطع جزيئية للإزالة المستهدفة لتسلسلات الحمض النووي غير المرغوب فيها.

التكوين والتواجد والخصائص والقيم المثلى

يعد التمييز بين DNases و RNases معيارًا مميزًا مهمًا بشكل خاص. DNases تحط من الحمض النووي. هناك كلا من DNases المحايدة والحمضية. يتم إنتاج DNases المحايدة بشكل خاص في البنكرياس ، كبد, دم البلازما و الصفائح الدموية. هناك يتحكمون في تدهور الحمض النووي أثناء موت الخلايا المبرمج. يؤدي تحلل الحمض النووي بواسطة الدناز المحايد إلى تكوين نيوكليوزيد -5 فوسفات. من أجل عدم تحطيم المادة الجينية بشكل غير محدد ، يشكل DNase المحايد مركبًا مع بروتين الأكتين. يعتبر هذا المركب هو شكل تخزين نوكلياز. حمض DNase (DNase II) موجود أيضًا في البنكرياس و دم البلازما ، ولكن أيضا في البول و حليب الثدي. بمساعدة حمض DNase ، يتم شق الحمض النووي في nucleoside'-3 phosphates. تظهر RNases تنوعًا أكبر. في البشر ، يُعرف حوالي 50 نوعًا مختلفًا من RNases ، 9 منها مرتبطة بأمراض وراثية نادرة. يمكن تقسيم RNases بدورها إلى نوكليازات exoribonucleases و endoribonucleases ، اعتمادًا على ما إذا كان الحمض النووي الريبي يتحلل من النهايات أو ينشطر داخل الشريط. من بين الوظائف الأخرى ، تلعب RNases دورًا مهمًا في جينة التنظيم عن طريق تحديد عمر الحمض النووي الريبي (tRNA) على وجه التحديد. كما أنها تساعد في إنتاج الحمض النووي الريبي الجديد بطريقة مناسبة بدقة. علاوة على ذلك ، كعنصر من مكونات الجهاز المناعي، فهم يشاركون في مكافحة غزو الحمض النووي الريبي الفيروسي. تتضمن أهم RNases RNase A و RNase H و RNase P و RNase R و RNase D. RNase A يشق الحمض النووي الريبي على وجه التحديد وفقًا للبيريميدين نتروجين القاعدة مثل اليوراسيل أو السيتوزين وهي موجودة بشكل خاص في العرق حيث تتحلل الفيروسات قبل أن يتمكنوا من دخول الكائن الحي. لهذا السبب ، غالبًا ما يشار إليه على أنه نوكلياز بيئي. يعمل RNase H بشكل غير محدد على مضاعفات الحمض النووي الريبي DNA ، مما يؤدي إلى تدهور جزء الحمض النووي الريبي. مضاعف مضاعف من الحمض النووي الريبي والحمض النووي هو حبلا مزدوج يتكون من نوعين مختلفين من الأحماض النووية. يزيل RNase مونومرات الحمض النووي الريبي التي يتم دمجها عن طريق الخطأ في الحمض النووي واستبدالها بمونومرات الحمض النووي. RNase P يزيل السلائف في إنتاج الحمض النووي الريبي. يساعد RNase R في تحلل الرنا المرسال البكتيري ، و RNase D مسؤول جزئيًا عن معالجة الحمض النووي الريبوزي.

الأمراض والاضطرابات

نوكلياز هي الانزيمات يمكن لغيابه أو عطله قيادة لأمراض جسدية خطيرة. كما ذكرنا سابقًا ، ترتبط تسعة أنواع من RNases بأمراض وراثية نادرة جدًا. على سبيل المثال ، يؤدي النشاط غير الكافي لـ RNase H إلى حدوث طفرات وانكسارات في الخيوط وتراكم تسلسل الحمض النووي في الحمض النووي الريبي. ينتج عن هذا ما يسمى بمتلازمة إيكاردي جوتيير ، والتي تتجلى بالفعل في الأطفال الرضع في نوبات الحمى ، قيء وتململ. عند بعض الأطفال ، تُفقد المهارات الحركية المكتسبة مرة أخرى بعد بضعة أشهر. يموت العديد من المرضى في وقت مبكر طفولة. تحدث هذه الأعراض بسبب تفاعلات التهابية بوساطة الاستجابات المناعية لشرائح الحمض النووي المخصب في الحمض النووي الريبي.