Nukleazy

Nukleazy to potoczna nazwa różnorodnych enzymów z klasy hydrolaz, które katalizują hydrolizę wiązania fosfodiestrowego. Wiązanie to łączy poszczególne nukleotydy w nici polinukleotydowej RNA lub DNA. Nukleazy występują w organizmie człowieka.

Podział nukleaz

Podstawowy podział nukleaz obejmuje:

• egzonukleazy;
• endonukleazy.

Egzonukleazy katalizują odłączanie nukleotydów od końców łańcuchów kwasów nukleinowych DNA lub RNA. Niektóre z enzymów w tej grupie wykazują zdolność oddziaływania na obydwa te kwasy. Egzonukleazy rozkładają kwasy nukleinowe o strukturze jedno- lub dwuniciowej, niezależnie od sekwencji zasad purynowych i pirymidynowych w ich łańcuchach.

Endonukleazy natomiast katalizują rozkład wiązań estrowych w środku łańcucha kwasu nukleinowego z wytworzeniem oligonukleotydów. Również one działają na DNA i RNA o strukturze jedno- lub dwuniciowej. Niektóre z tych enzymów rozkładają wiązanie estrowe tworzone tylko przez określony nukleotyd purynowy czy pirymidynowy. Jeszcze inne rozkładają wiązania w ściśle określonej sekwencji nukleotydów w łańcuchu (tak zwane enzymy restrykcyjne).

Czym różnią się nukleazy?

Poszczególne nukleazy różnią się między sobą przede wszystkim budową, miejscem utworzenia kompleksu z DNA po rozpoznaniu sekwencji oraz mechanizmem enzymatycznym. Ponadto różnice wynikają także z miejsca hydrolizy w obrębie sekwencji.

Obie opisane wyżej grupy nukleaz (zarówno egzonukleazy, jak i endonukleazy) zawierają dodatkowo kilka podtypów enzymów. Przykładowo, enzymy zaliczane do endonukleaz oznacza się skrótem S1, S7 itp. Z kolei enzymy wchodzące w skład egzonukleaz oznacza się cyframi rzymskimi.

Zastosowanie nukleaz

Współcześnie nukleazy pozyskuje się z drobnoustrojów mezofilnych lub termofilnych. Są one produkowane na drodze biosyntezy, która jest technicznie łatwa do przeprowadzenia z powodu ich przystosowania do wzrostu w łagodnych warunkach temperaturowych.

Nukleazy w wykorzystywane są przede wszystkim w medycynie genetycznej, ponieważ warunkują skuteczne przeprowadzanie mutagenez. Ponadto dzięki omawianym enzymom możliwe jest sprawne wykonywanie:

• mutacji punktowych;
• insercji;
• delecji całych odcinków DNA w określonym miejscu w genomie.

Nukleazy wykorzystywane są miejscowo. W miejscu ich zastosowania umożliwiają przeprowadzenie konkretnej, zaplanowanej zmiany. Enzymy restrykcyjne są nieocenione w badaniach z zakresu biologii molekularnej. Umożliwiają bowiem manipulację fragmentami DNA.

Zobacz również: Test DNA.

Bibliografia

1. Maciąg M., Maciąg K., Najnowsze doniesienia z zakresu enzymologii i nauk pokrewnych, Lublin 2018.
2. Bańkowski E., Biochemia. Podręcznik dla studentów uczelni medycznych, Wydawnictwo Urban&Partner, Wrocław 2016.
3. Jorde L., Carey J., Bamshad M., Genetyka medyczna, Wydawnictwo Urban&Partner, Wrocław 2013.

Koenzym Q10 kapsułki Koenzym Q10 to jeden z najważniejszych antyoksydantów. Nie tylko tylko chroni organizm przed wolnymi rodnikami. Bierze on również udział w każdej, podstawowej funkcji komórki ... Zobacz więcej...