Endonuclease: หน้าที่และโรค

เอนโดนิวคลีเอสคือ เอนไซม์ ที่ย่อยสลาย DNA และ RNA โดยไม่ต้องแยกออกอย่างสมบูรณ์ กลุ่มของเอนโดนิวคลีเอสมีหลายชนิด เอนไซม์ซึ่งแต่ละส่วนเป็นสารตั้งต้นและเฉพาะการกระทำ

endonuclease คืออะไร?

เอนโดนิวคลีเอสมีหลากหลาย เอนไซม์ ที่ไม่ซ้ำกับมนุษย์ แต่พบได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด พวกมันอยู่ในกลุ่มนิวคลีเอสเหนือชั้น เอนโดนิวคลีเอสย่อยสลาย DNA หรือ RNA โดยไม่ต้องแยกออกอย่างสมบูรณ์ DNA หรือ กรด deoxyribonucleic เป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนของ น้ำตาล โมเลกุล (deoxyribose) และ กรดนิวคลีอิก. ในการประมวลผลดีเอ็นเอเอนโดนิวคลีเอสจะทำลายพันธะฟอสโฟดีสเตอร์ระหว่างส่วนประกอบแต่ละส่วน พันธะ phosphodiester ยึด DNA และ RNA ไว้ด้วยกันที่กระดูกสันหลัง นิวคลีโอไทด์ของ DNA และ RNA มี a กรดฟอสฟอริก สารตกค้าง. ตั้งอยู่บน น้ำตาลกระดูกสันหลังซึ่งก่อตัวเป็นวงแหวน วงแหวนนี้มีห้า คาร์บอน อะตอม; หมู่อื่น ๆ กลุ่ม OH คือสารประกอบของ ออกซิเจน และ ไฮโดรเจน อะตอมตั้งอยู่ที่ คาร์บอน อะตอม C5 คาร์บอน อะตอม C5 และหมู่ OH ก่อตัวเป็น เอสเตอร์ of กรดฟอสฟอริก. นี้ กรดฟอสฟอริก สารตกค้างได้รับวินาที เอสเตอร์ พันธะซึ่งประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน C3 และหมู่ OH ที่เกี่ยวข้อง พันธะที่ได้คือพันธะฟอสโฟดีสเตอร์ 3′-5 ′

ฟังก์ชั่นการกระทำและบทบาท

เอนโดนิวคลีเอสมีส่วนช่วยในการประมวลผล DNA และ RNA กรดนิวคลีอิก adenine, thymine, guanine และ cytosine สร้างรหัสพันธุกรรมซึ่งไม่เพียงส่งผ่านข้อมูลไปยังคนรุ่นต่อไปในระหว่างการถ่ายทอดทางพันธุกรรม แต่ยังควบคุมการเผาผลาญของเซลล์ด้วย ลำดับของต่างๆ กรดนิวคลีอิก ในรหัสดีเอ็นเอตามลำดับที่เอนไซม์อื่น ๆ - รู้จักกันในชื่อ ไรโบโซม - เชื่อมต่อ กรดอะมิโน ด้วยกัน. ทั้งหมด โปรตีน ประกอบด้วยโซ่เหล่านี้ ตามลำดับของ กรดอะมิโน ในโปรตีนขึ้นอยู่กับลำดับของกรดนิวคลีอิกในดีเอ็นเอซึ่งจะกำหนดรูปร่างและหน้าที่ของโปรตีน ชีววิทยาหมายถึงการแปลรหัสพันธุกรรมเป็นโซ่กรดอะมิโนเป็นการแปล การแปลเกิดขึ้นในเซลล์ของร่างกายมนุษย์ภายนอกนิวเคลียสของเซลล์ แต่ดีเอ็นเอนั้นอยู่ภายในนิวเคลียสของเซลล์เท่านั้น ดังนั้นเซลล์ต้องทำสำเนาดีเอ็นเอ น้ำตาล โมเลกุลที่ใช้ในการคัดลอกไม่ใช่ deoxyribose แต่ น้ำตาล. ดังนั้นจึงเป็น RNA ในทางชีววิทยาการผลิต RNA เรียกอีกอย่างว่าการถอดความและต้องใช้เอนโดนิวคลีเอส ในระหว่างการแปลเอนไซม์ต่างๆจะต้องขยายสายโซ่ของนิวคลีโอไทด์ ความแตกแยกบางส่วนโดยเอนโดนิวคลีเอสยังทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ เอนโดนิวคลีเอสยังมีหน้าที่เหมือนกันในการจำลองแบบเมื่อจำเป็นต้องใช้สำเนาของดีเอ็นเอเป็นส่วนหนึ่งของการแบ่งเซลล์

การก่อตัวการเกิดคุณสมบัติและระดับที่เหมาะสม

เอนโดนิวคลีเอสเช่นเดียวกับเอนไซม์ทั้งหมดคือ โปรตีน ประกอบด้วยโซ่ของ กรดอะมิโน. อะมิโนทั้งหมด กรด มีโครงสร้างพื้นฐานที่เหมือนกัน: ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนกลางซึ่งมีหมู่อะมิโนกลุ่มคาร์บอกซิลเดี่ยว ไฮโดรเจน อะตอม, อะตอมα-carbon และกลุ่มสารตกค้างติดอยู่ สารตกค้างเป็นลักษณะของกรดอะมิโนแต่ละชนิดและเป็นตัวกำหนด ปฏิสัมพันธ์ สามารถรวมตัวกับอะมิโนอื่น ๆ กรด และสารอื่น ๆ โครงสร้างมิติเดียวของเอนไซม์ในรูปแบบของห่วงโซ่กรดอะมิโนเรียกอีกอย่างว่าโครงสร้างหลักในชีววิทยา การพับเกิดขึ้นภายในโซ่ เอนไซม์อื่น ๆ เร่งกระบวนการนี้ ลำดับเชิงพื้นที่มีเสถียรภาพโดย ไฮโดรเจน พันธะที่ก่อตัวขึ้นระหว่างแต่ละกลุ่มอาคาร โครงสร้างรองนี้สามารถปรากฏเป็นทั้งα-helix และβ-fold โครงสร้างทุติยภูมิของโปรตีนจะพับได้ไกลขึ้นและมีรูปร่างที่ซับซ้อนมากขึ้น ที่นี่ ปฏิสัมพันธ์ ระหว่างสารตกค้างของกรดอะมิโนที่แตกต่างกันมีบทบาทสำคัญ เนื่องจากคุณสมบัติทางชีวเคมีของสารตกค้างตามลำดับในที่สุดโครงสร้างตติยภูมิจึงเกิดขึ้น โปรตีนในรูปแบบนี้เท่านั้นที่มีคุณสมบัติสุดท้ายซึ่งขึ้นอยู่กับรูปร่างเชิงพื้นที่เป็นส่วนใหญ่ ในกรณีของเอนไซม์รูปร่างนี้จะรวมถึงแอคทีฟไซต์ที่ซึ่งปฏิกิริยาของเอนไซม์เกิดขึ้นจริง ในกรณีของเอนโดนิวคลีเอสไซต์ที่ใช้งานจะทำปฏิกิริยากับ DNA หรือ RNA เป็นสารตั้งต้น

โรคและความผิดปกติ

เอนโดนิวคลีเอสมีบทบาทสำคัญในการซ่อมแซมดีเอ็นเอโดยการทำลายโซ่ การซ่อมแซมเป็นสิ่งที่จำเป็นเมื่อ DNA ได้รับความเสียหายจากรังสีหรือสารเคมีเป็นต้นแม้แต่แสง UV ก็มีผลเช่นนี้ เพิ่มขึ้น ปริมาณ ของรังสี UV-B ส่งผลให้เกิดการสะสมของไทมีนไดเมอร์ในสายดีเอ็นเอ พวกเขาทำให้ดีเอ็นเอผิดรูปและต่อมา นำ เพื่อหยุดชะงักในการทำซ้ำของ DNA: เอนไซม์ที่อ่านดีเอ็นเอในระหว่างการจำลองแบบไม่สามารถผ่านพ้นความผิดปกติที่เกิดจากไทมีนไดเมอร์ได้ดังนั้นจึงไม่สามารถทำงานต่อไปได้ เซลล์ของมนุษย์มีกลไกการซ่อมแซมต่างๆ การซ่อมแซมการตัดตอนเกี่ยวข้องกับการใช้เอนโดนิวคลีเอส endonuclease พิเศษสามารถรับรู้ไทมีนไดเมอร์และความเสียหายอื่น ๆ เป็นการตัดสายดีเอ็นเอที่ได้รับผลกระทบสองครั้งทั้งก่อนและหลังบริเวณที่มีข้อบกพร่อง แม้ว่าสิ่งนี้จะลบตัวหรี่ออก แต่ก็ทำให้เกิดช่องว่างในโค้ด เอนไซม์อีกชนิดหนึ่งคือ DNA polymerase จะต้องเติมเต็มช่องว่าง จากการเปรียบเทียบจะใช้สายดีเอ็นเอเสริมและเพิ่มคู่เบสที่เหมาะสมจนกว่าจะเต็มช่องว่างและสายดีเอ็นเอที่เสียหายจะกลับคืนมา การซ่อมแซมนี้ไม่ใช่ของหายาก แต่เกิดขึ้นหลายครั้งต่อวันในร่างกาย การรบกวนในกระบวนการซ่อมแซมสามารถ นำ ไปจนถึงความผิดปกติต่างๆเช่น ผิว โรค xeroderma รงควัตถุ. ในโรคนี้ผู้ที่ได้รับผลกระทบมีความไวต่อแสงแดดมากเกินไปเนื่องจากเซลล์ไม่สามารถซ่อมแซมความเสียหายจากรังสียูวีได้