Exonukleáz - Exonuclease

Nem tévesztendő össze az Excinukleázzal .
3'-tól 5'-ig a Pol I-hez kapcsolódó exonukleáz

Az exonukleázok olyan enzimek, amelyek úgy működnek, hogy a polinukleotidlánc végétől (exo) egyenként nukleotidokat hasítanak . A hidrolizáló reakció, hogy szünetek foszfodiészter kötések akár a 3 'vagy 5' végén történik. Közeli rokona az endonukleáz , amely hasítja a foszfodiészter kötéseket a polinukleotidlánc közepén (endo). Az eukarióták és a prokarióták háromféle exonukleázzal rendelkeznek, amelyek részt vesznek az mRNS normál forgalmában : 5'-től 3'-ig terjedő exonukleáz (Xrn1) , amely egy függő dekapír fehérje ; 3 '- 5' exonukleáz, független fehérje; és poli (A) -specifikus 3 '- 5' exonukleáz.

Az archeákban és az eukariótákban egyaránt az RNS lebomlásának egyik fő útját a multi-protein exoszómakomplex végzi , amely nagyrészt 3 '- 5' exoribonukleázokból áll .

A polimeráz jelentősége

Az RNS- polimeráz II ismert, hogy a transzkripciós termináció alatt hat; 5 'exonukleázzal (Xrn2 humán gén) működik, hogy lebontja az újonnan képződött transzkriptumot lefelé, elhagyva a poliadenilezési helyet és egyidejűleg kilőve a polimerázt. Ez a folyamat magában foglalja az exonukleáz felzárkóztatását a pol II-hez és a transzkripció leállítását.

Ezután a Pol I szintetizálja a DNS nukleotidokat az imént eltávolított RNS primer helyett. Az I DNS-polimeráz 3 '- 5' és 5 '- 3' exonukleáz aktivitással is rendelkezik, amelyet a DNS hibáinak szerkesztésében és korrektúrájában alkalmaznak. A 3 '- 5' egyszerre csak egy mononukleotidot képes eltávolítani, és az 5 '- 3' aktivitás egyszerre mononukleotidokat vagy akár 10 nukleotidot is eltávolíthat.

E. coli típusok

WRN exonukleáz aktív helyekkel sárga színnel

1971-ben a Lehman IR felfedezte az I. exonukleázt E. coliban . Azóta számos felfedezés történt, többek között: exonukleáz, II, III , IV, V , VI, VII és VIII. Az exonukleáz minden típusának van egy meghatározott típusú funkciója vagy követelménye.

Az I. exonukleáz szétbontja az egyszálú DNS-t 3 '→ 5' irányban, egymás után felszabadítva a dezoxiribonukleozid-5'-monofoszfátokat. Nem hasítja le a DNS-szálakat terminális 3'-OH-csoportok nélkül, mert foszforil- vagy acetilcsoportok blokkolják őket.

Az exonukleáz II a DNS-polimeráz I-hez kapcsolódik, amely egy 5 'exonukleázt tartalmaz, amely 5' → 3 'módon levágja a DNS-szintézis helyétől közvetlenül felfelé található RNS-primert.

Az exonukleáz III négy katalitikus aktivitással rendelkezik:

  • 3 '- 5' exodeoxiribonukleáz aktivitás, amely specifikus a kettős szálú DNS-re
  • RNase aktivitás
  • 3 'foszfatáz aktivitás
  • AP endonukleáz aktivitás (később kiderült, hogy endonukleáz II-nek hívják).

A IV. Exonukleáz vízmolekulát ad hozzá, így megszakíthatja az oligonukleotid és az 5'-nukleozid monofoszfát kötődését. Ennek az exonukleáznak működéséhez Mg 2+ szükséges, és magasabb hőmérsékleten működik, mint az I. exonukleáz.

Az V exonukleáz egy 3 '- 5' hidrolizáló enzim, amely katalizálja a lineáris kétszálú DNS-t és az egyszálú DNS-t, amelyhez Ca2 + szükséges. Ez az enzim rendkívül fontos a homológ rekombináció folyamatában.

A VIII. Exonukleáz 5'-3'-dimer fehérje, amelyhez nincs szükség ATP-re vagy a szál semmilyen résére vagy rovására, de funkciójának elvégzéséhez szabad 5'-OH-csoportra van szükség.

Felfedezések emberben

A 3'-5 'humán típusú endonukleáz ismert, hogy nélkülözhetetlen a hiszton pre-mRNS megfelelő feldolgozásához, amelyben az U7 snRNP irányítja az egyetlen hasítási folyamatot. A későbbi hasítási termék (DCP) eltávolítását követően az Xrn1 tovább bontja a terméket, amíg teljesen lebomlik. Ez lehetővé teszi a nukleotidok újrafeldolgozását. Az Xrn1 egy olyan ko-transzkripciós hasítási (CoTC) aktivitáshoz kapcsolódik, amely prekurzorként működik egy szabad 5'-es védtelen vég kialakulásához, így az exonukleáz eltávolíthatja és lebonthatja a downstream hasítási terméket (DCP). Ez elindítja a transzkripciós terminációt, mert az ember nem akarja, hogy DNS vagy RNS szálak épüljenek fel a testükben.

Felfedezések élesztőben

A CCR4-Not egy kezdő élesztő általános transzkripciót szabályozó komplexe, amelyről kiderül, hogy összefüggésbe hozható az mRNS metabolizmusával, a transzkripció iniciációjával és az mRNS lebomlásával. Megállapították, hogy a CCR4 RNS -t és egyszálú DNS- 3 '- 5' exonukleáz aktivitást tartalmaz. A CCR4-Not-hez társuló másik komponens a CAF1 fehérje, amelyről kiderült, hogy 3 '- 5' vagy 5 '- 3' exonukleáz-domént tartalmaz az egérben és a Caenorhabditis elegans-ban . Ezt a fehérjét nem találták élesztőben, ami arra utal, hogy valószínűleg abnormális exonukleáz-doménnel rendelkezik, mint amilyen egy metazoánban található. Az élesztő Rat1 és Xrn1 exonukleázt tartalmaz. A Rat1 ugyanúgy működik, mint az emberi típus (Xrn2), és az Xrn1 funkciója a citoplazmában az 5'-től 3'-irányig haladva lebontja az RNS-eket (5.8 előtti és 25s előtti rRNS-ek) Rat1 hiányában.

Felfedezések a koronavírusokban

A béta koronavírusokban , ideértve a SARS-CoV-2 -t is, az új törzsek megjelenésében szerepet játszó rekombinációért felelős a korrekt leolvasású exonukleáz, az nsp14-ExoN, amely a vírusgenom része.

Hivatkozások

Külső linkek