Ендонуклеазите са ензими които разграждат ДНК и РНК, без да ги разцепват напълно. Групата на ендонуклеазите включва няколко ензими, всеки от които е специфичен за субстрата и действието.
Какво е ендонуклеаза?
Ендонуклеазите са различни ензими които не са уникални за хората, но се намират във всичко живо. Те принадлежат към надредената група нуклеази. Ендонуклеазите разграждат ДНК или РНК, без да ги разцепват напълно. ДНК или Дезоксирибонуклеинова киселина е сложна структура на захар молекули (дезоксирибоза) и нуклеинова киселина. За да обработят ДНК, ендонуклеазите прекъсват фосфодиестерната връзка между отделните градивни елементи. Фосфодиестерната връзка държи ДНК и РНК заедно в гръбначния стълб. Нуклеотидите на ДНК и РНК имат a фосфорна киселина остатък. Намира се на захар, гръбнакът на който образува пръстен. Този пръстен има пет въглероден атоми; наред с други, OH група, т.е. съединение от кислород и водород атом, се намира на въглероден атом С5. The въглероден атом С5 и ОН групата образуват ан естер of фосфорна киселина, Това фосфорна киселина остатъкът получава секунда естер връзка, която се състои от въглеродния атом С3 и съответната ОН група. Получената връзка представлява 3'-5 'фосфодиестерна връзка.
Функция, действие и роли
Ендонуклеазите допринасят за обработката на ДНК и РНК. The нуклеинова киселина аденин, тимин, гуанин и цитозин образуват генетичния код, който не само предава информация на следващото поколение по време на наследяването, но също така контролира клетъчния метаболизъм. Последователността на различните нуклеинова киселина в ДНК кодира реда, в който други ензими - известни като рибозоми - верига аминокиселини заедно. всичко протеини са съставени от тези вериги; съответно последователността на аминокиселини в протеин зависи от последователността на нуклеиновите киселини в ДНК - което от своя страна определя формата и функцията на протеина. Биологията се отнася до транслацията на генетичния код в аминокиселинни вериги като транслация. Транслацията се извършва в клетките на човешкото тяло извън клетъчното ядро - но ДНК се намира изключително вътре в клетъчното ядро. Следователно клетката трябва да направи копие на ДНК. The захар молекулата, използвана в копието, не е дезоксирибоза, а рибоза. Следователно това е РНК. В биологията производството на РНК се нарича още транскрипция и изисква ендонуклеази. В процеса на транслация, различни ензими трябва да удължат веригата на нуклеотиди. Частичното разцепване от ендонуклеази също прави това възможно. Ендонуклеазите също имат същата функция при репликация, когато се изисква копие на ДНК като част от клетъчното делене.
Образуване, поява, свойства и оптимални нива
Ендонуклеазите, както всички ензими, са протеини съставен от вериги от аминокиселини. Всички амино киселини имат еднаква основна структура: те се състоят от централен въглероден атом, към който има амино група, карбоксилна група, единична водород атом, а-въглероден атом и остатъчна група са прикрепени. Остатъкът е характерен за всяка аминокиселина и определя коя взаимодействия може да се образува с други амино киселини и други вещества. Едномерната структура на ензимите под формата на тяхната аминокиселинна верига се нарича още основна структура в биологията. Сгъванията се случват във веригата; други ензими катализират този процес. Пространственият ред се стабилизира от водород връзки, които се образуват между отделните градивни елементи. Тази вторична структура може да се появи както като α-спирала, така и като β-гънка. Вторичната структура на протеина се сгъва допълнително и придобива по-сложни форми. Ето, взаимодействия между различните аминокиселинни остатъци играят решаваща роля. Поради биохимичните свойства на съответните остатъци най-накрая се появява третичната структура. Само в тази форма протеинът има своите крайни свойства, които зависят до голяма степен от пространствената му форма. В случай на ензим, тази форма включва активното място, където протича действителната ензимна реакция. В случай на ендонуклеази, активното място реагира с ДНК или РНК като субстрат.
Болести и разстройства
Ендонуклеазите играят важна роля в възстановяването на ДНК, като разрушават нейните вериги. Ремонтът е необходим, когато ДНК е била повредена например от радиация или химически вещества. Дори UV светлина може да има този ефект. Повишен доза на UV-B радиацията води до натрупване на тиминови димери в ДНК веригата. Те деформират ДНК и впоследствие олово до прекъсвания в дублирането на ДНК: ензимът, който отчита ДНК по време на репликацията, не може да премине деформацията, причинена от тиминовите димери и следователно не може да продължи работата си. Човешките клетки имат различни механизми за възстановяване. Ексцизионният ремонт включва използването на ендонуклеази. Специализирана ендонуклеаза е в състояние да разпознава тименовите димери и други увреждания. Той отрязва засегнатата ДНК верига два пъти, както преди, така и след мястото на дефект. Въпреки че това премахва димера, той създава празнина в кода. След това друг ензим, ДНК полимераза, трябва да запълни празнината. За сравнение, той се опира на комплементарната ДНК верига и добавя подходящите базови двойки, докато празнината се запълни и повредената ДНК верига се възстанови. Този ремонт не е рядък, но се случва много пъти на ден в тялото. Нарушения в процеса на ремонт може олово до различни разстройства, например кожа болест пигментна ксеродерма. При това заболяване засегнатите индивиди са прекалено чувствителни към слънчевата светлина, тъй като клетките не са в състояние да възстановят UV увреждането.
