nukleazama su enzimi čija je funkcija razgradnja nukleinskih kiselina poput ribonukleinske kiseline ili deoksiribonukleinske kiseline. To se naziva potpunom ili djelomičnom razgradnjom supstrata.
Koje su nukalije
Nukleaze su uglavnom odgovorne za razgradnju nukleinskih kiselina. Nukleinska kiselina može se razgraditi s krajeva molekula nukleinske kiseline i iz njezinog središta.
Postoje i takozvane restrikcijske nukleoze koje izrezuju sekvence nukleinskih kiselina samo iz određenih regija. Nukule su klasificirane prema različitim kriterijima. Jedan kriterij je vrsta nukleinske kiseline (deoksiribonukleinska kiselina ili ribonukleinska kiselina). Drugi kriterij odnosi se na sekundarnu strukturu kao što je dvostruka ili jednostruka. Važno je i za odabir kriterija da li razgradnja dolazi s krajeva ili od sredine molekule. Sljedeće je pitanje gdje se mjesto napada nalazi između 5 'i 3' mjesta šećer-fosfatne strukture.
Uloga sekvencijalno specifičnog i nespecifičnog osnovnog slijeda također se uliva u određivanje kriterija za razvrstavanje. Prema tim kriterijima postoje različite klase klasifikacije. Nukleaze se mogu svrstati u egzonuklezule, endonukleze, deoksiribonukleze i ribonukleze.
Funkcija, efekt i zadaće
Funkcije nukleusa su raznolike. Važna funkcija je cijepanje strane DNK ili RNK-a specifične za sekvencu i nespecifične. Za taj zadatak odgovorni su restrikcijski endonuklezi.
Oni dijele nukleinske kiseline u određenim točkama udaljenim od njegovih krajeva. Bilo koje slične sekvence nukleinske kiseline su razdvojene ili se pojave nespecifične sekvence. Restriktivni endonuklezi dio su imunološkog sustava jer razgrađuju strane nukleinske kiseline. Nespecifične nukleaze često su odgovorne za probavu nukleinskih kiselina. Međutim, oni također probavljaju nukleinske kiseline mrtvih stanica tijekom programirane stanične smrti, apoptoze. DNaza, koja se javlja osobito u gušterači, jetri, trombocitima i krvnoj plazmi, igra glavnu ulogu ovdje.
Na mRNA utječe prisutnost RNaza. Kontrolirana razgradnja RNA kontrolira regulaciju ekspresije gena. Egzokule razgrađuju pojedine molekule DNA ili RNA s krajeva. Nukleinska kiselina nije ovdje bitna. Funkcija ovih enzima je potpuno razgrađivanje nukleinskih kiselina u odgovarajuće nukleotide. Nukleotidi ili služe kao građevni blokovi za obnovu nukleinskih kiselina ili se u potpunosti razgrađuju. U procesima genetskog inženjeringa restrikcijski nukleazi koriste se kao molekularno rezanje za ciljano uklanjanje neželjenih sekvenci nukleinskih kiselina.
Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti
Razlika između DNaza i RNaza je posebno važan kriterij diferencijacije. DNaze razgrađuju DNK. Postoje i neutralne i kisele DNaze. Neutralne DNaze nastaju posebno u gušterači, jetri, krvnoj plazmi i trombocitima. Tamo kontroliraju raspad DNK kao dio apoptoze.
Degradacija DNA pomoću neutralne DNaze dovodi do stvaranja nukleozid'-5-fosfata. Da se genetski materijal ne bi specifično razgradio, neutralna DNaza tvori kompleks s aktinom proteina. Ovaj kompleks smatra se oblikom skladištenja nukleusa. Kisela DNaza (DNase II) prisutna je i u gušterači i krvnoj plazmi, ali i u urinu i majčinom mlijeku. Uz pomoć kisele DNaze, DNA se dijeli na nukleozid-3-fosfate. RNases pokazuju veću raznolikost. U ljudi je poznato oko 50 različitih RNaza, od kojih se 9 odnosi na rijetke nasljedne bolesti.
RNaze se zauzvrat mogu podijeliti na egzorbonukleze i endoribonukleaze, ovisno o tome je li RNA razgrađena na krajevima ili je podijeljena unutar niti. Između ostalog, RNaze imaju važnu funkciju u regulaciji gena specifičnim ograničavanjem životnog vijeka tRNA. Oni također podržavaju izradu nove RNA izrađene po mjeri. Nadalje, kao dio imunološkog sustava sudjeluju u borbi protiv invazije virusne RNA. Najvažnije RNaze uključuju RNazu A, RNazu H, RNazu P, RNazu R i RNazu D. RNaza A posebno dijeli RNK u skladu s dušičnom bazom pirimidina, poput uracila ili citozina. Naročito se nalazi u znoju i tamo razgrađuje viruse prije nego što mogu prodrijeti u organizam.
Zbog toga se često naziva ekološkim nukalom. RNaza H djeluje nespecifično u heterodupleksima DNA-RNA, gdje razgrađuje frakciju RNA. Heterodupleks RNA i DNK dvostruki je lanac sastavljen od dvije različite vrste nukleinskih kiselina. RNase uklanja RNA monomere koji su pogrešno ugrađeni u DNK i zamjenjuje ih DNK monomerima. RNase P uklanja prekursor u proizvodnji tRNA. RNase R pomaže razgraditi bakterijsku mRNA, a RNase D odgovorna je za obradu tRNA.
Bolesti i poremećaji
Nukleaze su enzimi čiji nedostatak ili neispravnost mogu dovesti do ozbiljnih fizičkih tegoba. Kao što je već spomenuto, devet RNaza povezano je s vrlo rijetkim nasljednim bolestima.
Na primjer, ako je RNase H nedovoljno aktivna, dolazi do mutacija, pucanja niti i nakupljanja DNA sekvence u RNA. Razvija se takozvani Aicardi-Goutières sindrom, koji se kod djece očituje kao napadi groznice, povraćanja i muke. Neka dojenčad izgube motoričke sposobnosti nakon nekoliko mjeseci. Mnogi pacijenti umiru u ranom djetinjstvu. Uzrok ovih simptoma su upalne reakcije koje su posredovane imunim reakcijama na obogaćeni DNK segmenti u RNA.
