Exonuclease - Exonuclease
Exonucleazele sunt enzime care funcționează prin scindarea nucleotidelor pe rând de la sfârșitul (exo) unui lanț polinucleotidic. Se produce o reacție de hidrolizare care rupe legăturile fosfodiester fie la capătul 3 ', fie la capătul 5' . Ruda sa apropiată este endonucleaza , care clivează legături fosfodiester în mijlocul (endo) unui lanț polinucleotidic. Eucariotele și procariotele au trei tipuri de exonucleaze implicate în cifra de afaceri normală a ARNm : 5 ′ până la 3 ′ exonuclează (Xrn1) , care este o proteină decapantă dependentă ; 3 'până la 5' exonuclează, o proteină independentă; și poli (A) -exonuclează specifică de 3 ′ până la 5 ′.
Atât în archaea cât și în eucariote , una dintre căile principale de degradare a ARN-ului este realizată de complexul exosom multi-proteic , care constă în mare parte din exoribonucleaze de 3 ′ până la 5 ′ .
Semnificație pentru polimerază
Se știe că ARN polimeraza II este în vigoare în timpul terminării transcripționale; funcționează cu o exonuclează de 5 '(gena umană Xrn2) pentru a degrada transcriptul nou format în aval, părăsind locul poliadenilării și simultan împușcând polimeraza. Acest proces implică recuperarea exonucleazei până la pol II și încetarea transcrierii.
Pol I sintetizează apoi nucleotidele ADN în locul primerului de ARN pe care tocmai îl îndepărtase. ADN polimeraza I are, de asemenea, activitate de exonuclează de 3 'până la 5' și 5 'până la 3', care este utilizată în editarea și corectarea ADN-ului pentru erori. 3 'până la 5' poate elimina doar o mononucleotidă la un moment dat, iar activitatea de 5 'la 3' poate elimina mononucleotidele sau până la 10 nucleotide la un moment dat.
Tipuri de E. coli
În 1971, Lehman IR a descoperit exonuclează I în E. coli . De atunci, au existat numeroase descoperiri, inclusiv: exonuclează, II, III , IV, V , VI, VII și VIII. Fiecare tip de exonuclează are un anumit tip de funcție sau cerință.
Exonucleaza I separă ADN monocatenar într-o direcție 3 '→ 5', eliberând deoxiribonucleozid 5'-monofosfați unul după altul. Nu clivează catenele ADN fără grupări 3'-OH terminale, deoarece acestea sunt blocate de grupări fosforil sau acetil.
Exonucleaza II este asociată cu ADN polimeraza I, care conține o exonuclează 5 'care decupează primerul ARN conținut imediat în amonte de locul sintezei ADN într-un mod 5' → 3 '.
Exonuclează III are patru activități catalitice:
- Activitatea de exodeoxiribonuclează 3 'până la 5', care este specifică ADN-ului cu dublă catenă
- Activitatea RNase
- 3 'activitate fosfatază
- Activitatea endonuclează AP (ulterior descoperită a fi numită endonuclează II).
Exonuclează IV adaugă o moleculă de apă, astfel încât poate rupe legătura unei oligonucleotide cu nucleozidul 5 'monofosfat. Această exonuclează necesită Mg 2+ pentru a funcționa și funcționează la temperaturi mai ridicate decât exonucleaza I.
Exonuclează V este o enzimă hidrolizantă de 3 'până la 5' care catalizează ADN liniar dublu catenar și ADN monocatenar, care necesită Ca2 + . Această enzimă este extrem de importantă în procesul de recombinare omoloagă .
Exonuclează VIII este o proteină dimerică de 5 'până la 3' care nu necesită ATP sau orice goluri sau ciocnituri în catena, dar necesită o grupare 5 'OH liberă pentru a-și îndeplini funcția.
Descoperiri la om
Se cunoaște că endonucleaza de tip 3 'până la 5' umană este esențială pentru procesarea corectă a pre-ARNm a histonei, în care U7 snRNP dirijează procesul de scindare unic. După îndepărtarea produsului de scindare din aval (DCP) Xrn1 continuă să descompună produsul până când este complet degradat. Acest lucru permite reciclarea nucleotidelor. Xrn1 este legat de o activitate de scindare co-transcripțională (CoTC) care acționează ca un precursor pentru a dezvolta un capăt liber neprotejat de 5 ', astfel încât exonucleaza poate îndepărta și degrada produsul de scindare din aval (DCP). Aceasta inițiază terminarea transcripțională, deoarece nu se dorește ca ADN sau ARN să se acumuleze în corpurile lor.
Descoperiri în drojdie
CCR4-Not este un complex general de reglare a transcripției în drojdie în devenire care se găsește asociat cu metabolismul ARNm , inițierea transcripției și degradarea ARNm. S-a descoperit că CCR4 conține ARN și ADN monocatenar activități de exonuclează 3 'până la 5'. O altă componentă asociată cu CCR4-Not este proteina CAF1, care s-a dovedit că conține domenii de exonuclează 3 'până la 5' sau 5 'până la 3' la șoarece și Caenorhabditis elegans . Această proteină nu a fost găsită în drojdie, ceea ce sugerează că este probabil să aibă un domeniu anormal de exonuclează ca cel observat într-un metazoan. Drojdie conține Rat1 și Xrn1 exonucleazei. Rat1 funcționează la fel ca tipul uman (Xrn2) și funcția Xrn1 în citoplasmă este în direcția 5 'până la 3' pentru a degrada ARN-urile (pre-5.8s și 25s rARN-uri) în absența Rat1.
În coronavirusurile beta , inclusiv SARS-CoV-2 , o dovadă de citire a exonucleazei, nsp14-ExoN, care face parte din genomul viral, este responsabilă pentru recombinarea care este implicată în apariția noilor tulpini.
Referințe
linkuri externe
- Exonucleaze la Biblioteca Națională de Medicină din SUA Titlurile subiectului medical (MeSH)
