„HELICASA“: CHARAKTERISTIKOS, STRUKTŪROS IR FUNKCIJOS - ANATOMIJA IR FIZIOLOGIJA - 2025

Helikazė reiškia fermentų baltymų-hidrolizinis tipą, kad yra labai svarbu, kad visi gyvi organizmai grupės; jie taip pat vadinami motoriniais baltymais. Jie juda ląstelės citoplazmoje, paversdami cheminę energiją mechaniniu darbu per ATP hidrolizę.

Svarbiausia jo funkcija yra nutraukti vandenilinius ryšius tarp azotinių nukleorūgščių bazių, taip sudarant sąlygas joms daugintis. Svarbu pabrėžti, kad helikazės yra beveik visur, nes jų yra virusuose, bakterijose ir eukariotiniuose organizmuose.

Fermentai, dalyvaujantys Escherichia coli replikacijoje. Paimta ir redaguota iš César Benito Jiménez per „Wikimedia Commons“.

Pirmasis iš šių baltymų ar fermentų buvo atrastas 1976 m. Escherichia coli bakterijoje; po dvejų metų pirmoji helikazė buvo rasta eukariotiniame organizme, lelijų augaluose.

Šiuo metu helikazės baltymai būdingi visoms natūralioms karalystėms, įskaitant virusus, o tai reiškia, kad buvo sukaupta daug žinių apie šiuos hidrolizinius fermentus, jų funkcijas organizmuose ir jų mechanistinį vaidmenį.

charakteristikos

Helikazės yra biologinės arba natūralios makromolekulės, pagreitinančios chemines reakcijas (fermentai). Jie daugiausia pasižymi adenozino trifosfato (ATP) cheminių kompleksų atskyrimu hidrolizės būdu.

Šie fermentai naudoja ATP surišti ir pertvarkyti dezoksiribonukleorūgščių (DNR) ir ribonukleorūgščių (RNR) kompleksus.

Yra mažiausiai 2 helikazių tipai: DNR ir RNR.

DNR helikazė

DNR helikazės veikia DNR replikaciją ir pasižymi tuo, kad atskiria dvipusę DNR į atskiras gijas.

RNR helikazė

Šie fermentai veikia ribonukleino rūgšties (RNR) metabolinius procesus ir dauginimosi, dauginimosi ar ribosomų biogenezę.

RNR helikazė taip pat yra raktas į preferencinį pasiuntinės RNR (mRNR) procesą ir inicijuojant baltymų sintezę, po DNR transkripcijos į RNR ląstelės branduolyje.

Taksonomija

Šie fermentai gali būti diferencijuojami pagal jų aminorūgščių sekos homologiją su pagrindinės aminorūgšties ATPazės domenu arba pagal bendrus sekvenavimo motyvus. Pagal klasifikaciją jie yra suskirstyti į 6 superšeimas (SF 1-6):

SF1

Šios superinės šeimos fermentai turi 3′-5 ′ arba 5′-3 ′ translokacijos poliškumą ir nesudaro žiedo struktūrų.

SF2

Jis žinomas kaip plačiausia helikazių grupė ir daugiausia sudarytas iš RNR helikazių. Jie turi translokacijos poliškumą, paprastai 3′-5 ′, su nedaugeliu išimčių.

Jie turi devynis labai konservuotų aminorūgščių sekų motyvus (iš angliškų motyvų, kurie reiškia „pasikartojantys elementai“) ir, kaip ir SF1, nesudaro žiedo struktūrų.

SF3

Jie yra būdingi virusų helikazėms ir turi unikalų translokacijos poliškumą 3′-5 ′. Jie turi tik keturis labai konservuotus sekos motyvus ir sudaro žiedo struktūras ar žiedus.

SF4

Pirmiausia jie buvo aprašyti bakterijose ir bakteriofaguose. Jie yra atkartojančių ar atkartojančių helikazių grupė.

Jie turi unikalų translokacijos poliškumą 5′-3 ′ ir turi penkis labai konservuotus sekos motyvus. Šioms helikazėms būdingi žiedų formavimas.

SF5

Jie yra Rho faktoriaus tipo baltymai. SF5 superšeimos helikazės yra būdingos prokariotiniams organizmams ir priklauso nuo heksamerinių ATP. Manoma, kad jie yra glaudžiai susiję su SF4; be to, jie turi žiedines ir žiedines formas.

SF6

Jie yra baltymai, matyt, susiję su SF3 super šeima. tačiau SF6 turi ATPazės baltymų domeną, susijusį su įvairiu ląstelių aktyvumu (AAA baltymai), kurio nėra SF3.

Struktūra

Struktūriškai visų helikazių pirminės struktūros priekinėje dalyje yra labai konservuoti sekų motyvai. Dalis molekulės turi tam tikrą aminorūgščių išdėstymą, kuris priklauso nuo kiekvienos helikazės specifinės funkcijos.

Labiausiai struktūriškai ištirtos SF1 šeimoje esančios helikazės. Yra žinoma, kad šie baltymai susilieja į 2 domenus, labai panašius į daugiafunkcinius RecA baltymus, ir šie domenai sudaro ATP jungimosi kišenę tarp jų.

Nekonservuoti regionai gali turėti specifinius domenus, tokius kaip DNR atpažinimo tipas, ląstelių lokalizacijos domenas ir baltymas-baltymas.

EIF4A-PDCD4 komplekso kristalinė struktūra. Helikazės subvieneto EIF4A1 dimeris, surištas su PDCD4 (cianas). Paimta ir redaguota iš: „AyacopPlease“, iš „Wikimedia Commons“.

funkcijos

DNR helikazė

Šių baltymų funkcijos priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant aplinkos stresą, ląstelių kilmę, genetinę aplinką ir ląstelės ciklo stadijas.

Yra žinoma, kad SF1 DNR helikazės atlieka specifinį vaidmenį atkuriant, replikaciją, perkėlimą ir rekombinaciją.

Jie atskiria DNR dvigubos spiralės ruožus ir dalyvauja palaikant telomerą, atkuriant dvigubą sruogą ir pašalinant su nukleorūgštimis susijusius baltymus.

RNR helikazė

Kaip minėta anksčiau, RNR helikazės yra gyvybiškai svarbios daugumoje RNR metabolinių procesų, be to, žinoma, kad šie baltymai taip pat gali aptikti virusinę RNR.

Be to, jie veikia antivirusinį imuninį atsaką, nes aptinka svetimas ar pašalines RNR (stuburiniuose).

Medicininė reikšmė

Helikazės padeda ląstelėms įveikti endogeninį ir egzogeninį stresą, užkertant kelią chromosomų nestabilumui ir palaikant ląstelių pusiausvyrą.

Šios sistemos arba homeostatinės pusiausvyros nepakankamumas yra susijęs su genetinėmis mutacijomis, kuriose dalyvauja genai, koduojantys helikazės tipo baltymus; Dėl šios priežasties jie yra biomedicininių ir genetinių tyrimų objektas.

Žemiau paminėsime kai kurias ligas, susijusias su genų, koduojančių DNR kaip helikazės tipo baltymus, mutacijomis:

Vernerio sindromas

Tai genetinė liga, kurią sukelia geno, vadinamo WRN, kuris koduoja helikazę, mutacija. Mutantinė helikazė veikia netinkamai ir sukelia daugybę ligų, kurios kartu sudaro Vernerio sindromą.

Pagrindinė charakteristika kenčiantiems nuo šios patologijos yra jų priešlaikinis senėjimas. Kad liga pasireikštų, mutanto genas turi būti paveldėtas iš abiejų tėvų; jo dažnis yra labai mažas ir jo gydymo negalima.

Žydėjimo sindromas

Žydėjimo sindromas yra genetinė liga, atsirandanti dėl autosominio geno, vadinamo BLM, kuris koduoja helikazės baltymą, mutacijos. Tai pasireiškia tik tiems žmonėms, kurie yra homozigotiniai (recesyviniai).

Pagrindinis šios retos ligos požymis yra padidėjęs jautrumas saulės spinduliams, dėl kurių atsiranda eritromidinio bėrimo odos pažeidimai. Gydymo dar nėra.

Rothmund-Thomson sindromas

Jis taip pat žinomas kaip įgimta atrofinė poikiloderma. Tai labai retos genetinės kilmės patologija: iki šiol pasaulyje aprašyta mažiau nei 300 atvejų.

Tai sukelia RECQ4 geno, autosominio recesyvinio geno, esančio 8 chromosomoje, mutacija.

Šio sindromo simptomai ar būklės yra jaunatviška katarakta, skeleto sistemos anomalijos, depigmentacija, kapiliarų išsiplėtimas ir odos atrofija (poikiloderma). Kai kuriais atvejais gali atsirasti hipertiroidizmas ir testosterono gamybos trūkumas.

Nuorodos

1. R. M. Broshas (2013 m.). DNR helikazės, susijusios su DNR taisymu, ir jų vaidmuo sergant vėžiu. Gamta Apžvalgos Vėžys.
2. Helikazė. Atgauta iš gamtos.com.
3. Helikazė. Atkurta iš en.wikipedia.org.
4. A. Juárez, LP Islas, AM Rivera, SE Tellez, MA Duran (2011). Rothmund-Thompson sindromas (įgimta atrofinė poikiloderma) nėščiai moteriai. Ginekologijos ir akušerijos klinika ir tyrimai.
5. KD Raney, AK Byrd, S. Aarattuthodiyil (2013). SF1 DNR helikazių struktūra ir mechanizmai. Pažanga eksperimentinėje medicinoje ir biologijoje.
6. Žydėjimo sindromas. Atkurta iš Medicina.ufm.edu.
7. M. Singletonas, MS Dillingham, DB Wigley (2007). Helikazių ir branduolinių rūgščių translokazių struktūra ir mechanizmas. Metinė biochemijos apžvalga.