Branduolinės yra fermentai, kurių funkcija yra skaidyti nukleorūgštis, tokias kaip ribonukleino rūgštis arba dezoksiribonukleino rūgštis. Tai vadinama visišku ar daliniu substrato virškinimu.
Kas yra nukleazės
Nukleazės paprastai yra atsakingos už nukleorūgščių suskaidymą. Nukleino rūgštis gali būti suskaidoma tiek iš nukleorūgšties molekulių galų, tiek iš jos centro.
Taip pat yra vadinamųjų restrikcinių nukleazių, kurios nukleorūgščių sekas išskiria tik iš tam tikrų regionų. Nukleazės klasifikuojamos pagal įvairius kriterijus. Vienas kriterijus yra nukleino rūgšties tipas (dezoksiribonukleino rūgštis arba ribonukleino rūgštis). Kitas kriterijus yra susijęs su antrine struktūra, tokia kaip dviguba ar vienguba. Taip pat svarbu pasirinkti kriterijus, ar skaidymas vyksta iš molekulės galų, ar iš vidurio. Kitas klausimas yra tai, kur užpuolimo vieta yra tarp cukraus ir fosfato struktūros 5 'ir 3' vietų.
Specifinės sekos ir neapibrėžtos bazinės sekos vaidmuo taip pat priklauso nuo klasifikavimo kriterijų nustatymo. Pagal šiuos kriterijus yra skirtingos klasifikavimo klasės. Nukleazes galima suskirstyti į egzonukleazes, endonukleazes, dezoksiribonukleazes ir ribonukleazes.
Funkcija, poveikis ir užduotys
Branduolių funkcijos yra įvairios. Svarbi funkcija yra suskaidyti svetimą DNR arba RNR tiek specifinei, tiek specifinei sekai. Už šią užduotį atsakingos restrikcijos endonukleazės.
Jie išskaido nukleorūgštis tam tikruose taškuose nuo jo galų. Bet kurios panašios nukleorūgščių sekos yra padalijamos, arba atsiranda nekonkrečios sekos. Restrikcijos endonukleazės yra imuninės sistemos dalis, nes jos skaido pašalines nukleorūgštis. Nespecifinės nukleazės dažnai yra atsakingos už nukleorūgščių virškinimą. Tačiau jie taip pat virškina mirusių ląstelių nukleorūgštis per užprogramuotą ląstelių mirtį, apoptozę. Dinazę, kuri ypač atsiranda kasoje, kepenyse, trombocituose ir kraujo plazmoje, čia vaidina pagrindinis vaidmuo.
MRNR turi įtakos RNazių buvimas. Kontroliuojamas RNR skaidymas kontroliuoja genų ekspresijos reguliavimą. Egzonukleazės suskaido atskiras DNR arba RNR molekules iš galų. Nukleorūgščių seka čia neturi reikšmės. Šių fermentų funkcija yra visiškai suskaidyti nukleorūgštis į atitinkamus nukleotidus. Nukleotidai arba naudojami kaip konstrukciniai blokai nukleorūgščių atstatymui, arba jie yra visiškai suskaidomi. Genų inžinerijos procesuose restrikcijos nukleazės yra naudojamos kaip molekulinės pjovimo priemonės tiksliniam nepageidaujamų nukleorūgščių sekų pašalinimui.
Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės
Skirtumas tarp DNazių ir RNazių yra ypač svarbus diferencijavimo kriterijus. DNazės skaido DNR. Yra ir neutralių, ir rūgščių DNazių. Neutralios DNazės ypač susidaro kasoje, kepenyse, kraujo plazmoje ir trombocituose. Ten jie kontroliuoja DNR irimą kaip apoptozės dalį.
DNR skaidymas neutralia DNaze lemia nukleozido'-5-fosfatø susidarymà. Kad genetinė medžiaga nebūtų tiksliai suskaidyta, neutrali DNazė sudaro kompleksą su baltymu aktinu. Šis kompleksas laikomas nukleazės saugojimo forma. Rūgštinės DNazės (DNazė II) taip pat yra kasoje ir kraujo plazmoje, taip pat šlapime ir motinos piene. Rūgštinės DNazės pagalba DNR yra suskaidoma į nukleozidų-3-fosfatus. RNazės parodo didesnę įvairovę. Žmonėms yra žinoma apie 50 skirtingų RNazių, iš kurių 9 yra susijusios su retomis paveldimomis ligomis.
RNazės savo ruožtu gali būti suskirstytos į egzoribonukleazes ir endoribonukleazes, atsižvelgiant į tai, ar RNR yra suskaidyta galuose, ar suskaidyta grandinėje. Be kita ko, RNazės atlieka svarbią funkciją geno reguliavime, specialiai ribodamos tRNR gyvenimo trukmę. Jie taip pat palaiko pritaikytą naujos RNR gamybą. Be to, jie yra imuninės sistemos dalis ir kovoja su virusų RNR. Svarbiausios RNazės yra RNazė A, RNazė H, RNazė P, RNazė R ir RNazė D. RNazė A specialiai suskaido RNR pagal pirimidino azoto bazę, tokią kaip uracilas arba citozinas. Ypač jis randamas prakaite ir skaido virusus ten, kol jie gali įsiskverbti į organizmą.
Štai kodėl ji dažnai minima kaip aplinkos nukleazė. RNazė H veikia nekonkrečiai DNR-RNR heterodupleksuose, kur ji skaido RNR frakciją. RNR ir DNR heterodupleksas yra dviguba grandinė, sudaryta iš dviejų skirtingų rūšių nukleorūgščių. RNazė pašalina klaidingai į DNR įmontuotus RNR monomerus ir juos pakeičia DNR monomerais. RNase P pašalina pirmtaką gaminant tRNR. RNazė R padeda suskaidyti bakterijų mRNR, o RNazė D yra atsakinga už tRNR apdorojimą.
Ligos ir sutrikimai
Branduoliai yra fermentai, kurių trūkumas ar veikimo sutrikimas gali sukelti rimtų fizinių nusiskundimų. Kaip jau minėta, devynios RNazės yra susijusios su labai retomis paveldimomis ligomis.
Pavyzdžiui, jei RNazė H nepakankamai aktyvi, įvyksta mutacijos, stygų nutrūkimas ir DNR sekų kaupimasis RNR. Vystosi vadinamasis Aicardi-Goutières sindromas, pasireiškiantis vaikams kaip karščiavimo, vėmimo ir nuojautos priepuoliai. Kai kurie kūdikiai po kelių mėnesių praranda motorinius įgūdžius. Daugelis pacientų miršta ankstyvoje vaikystėje. Šių simptomų priežastis yra uždegiminės reakcijos, kurias sukelia imuninės reakcijos į praturtintus DNR segmentus RNR.
