Helikaza

Pregledana verzija ove stranice, odobrena dana 6 novembar 2015, zasnovana je na ovoj izmjeni.

Helikaze su klasa a enzima koje su vitalno značajne za žive organizme. Njihova glavna funkcija je raspakivanje prisutnih gena. To su molekulski motori protein, koji se kreću duž fosfodiesterskih okosnica nukleinskih kiselina I razdvajaju niti polinukleotida (tj. DNK, RNK, ili RNK-DNK hibrida) pomoću energije dobijene hidrolizom ATP. Postojeće mnoge helikaze proizlaze iz velikog broja procesa u kojima se mora katalizirati razddvajanje polulanaca DNK. Helikaze kodira oko 1% eukariotskih gena.^[1]^[2]

Genom čovjeka kodira 95 neredundantnih helikaza: 64 RNK i 31 DNK helikazu. Mnogi ćelijski procesi, kao što su replikacija DNK, transkripcije, translacije, rekombinacije, popravak DNK i biogeneza ribosoma, uključuju odvajanje niti nukleinskih kiselina, što zahtijeva korištenje helikaza.

Funkcija

Helikaze se često upotrebljavaju za razdvajanja polulanaca dvojnog hrliksa DNK ili samoobnavljajućih RNK molekula pomoću energije iz hidrolize adenozin trifosfata (ATP). Proces odlikuje razbijanje vodikovih veza obveznica između nukleotida dušične baze. Aktivne su i uuklanjanjeu protein koji su vezani za nukleinske kiseline i katalizi homologne rekombinacije DNK Helikaze uvezuju metaboličke procesi RNK, kao što su translacija, transkripcija, biogeneza ribosoma, prerada RNK, njeno editiranje i degradacija. Helicaze se pomjeraju postepeno uz jednu nit dupleksa nukleinske kiseline sa usmjerivošću i processivnošću koje su specifične za svaki pojedinačni enzim.

Helikaze imaju različite strukture i statuse oligomeracije. Dok se dnkB-olike helikaze opružaju u heksamere DNK u obliku kifle, drugi enzimi su aktivni kao monomeri ili proteinski dimeri. Istraživanja su pokazala da helikaze mogu djelovati pasivno, čekajući nektalitsko opuštanje, a onda se premješta između razdvojenih niti ili mogu imati aktivnu ulogu kao katalizatori u odvajanju lanca, koristeći energiju proizvedenu hidrolizom ATP . U drugom slučaju, helicakaza djeluje na relativno aktivan motor, odmotavanjem i premještanjem duž njegovog supstrata kao direktan rezultat aktivnosti ATPaze. ^[3] Helicaze mogu mnogo brže djelovati in vivo nego in vitro, zbog prisustva proteina te pomoći u destabilizaciji viljuškaste veze.

Aktiviranje barijera u djelovanju helikaze

Helikazna enzimska akcija, kao što je odmotavanje nukleinskih kiselina , se postiže se smanjenjem aktivacije barijere (B) svake konkretne akcije. Aktivacija barijera je posljedica djelovanje različitih faktora, a može se definirati pomoću sljedeće jednadžbe,
gdje: n = broj neodmotanih baznih parova (bps),
ΔG_bp = slobodna energija stvaranja bazog para,
G_int = smanjenje slobodne energije zbog helikaze, i
G_ƒ = smanjenje slobodne energije zbog nepovezane snage:

= N (ΔG_bp-G_int-G_ƒ)

Faktori koji doprinose visini aktivacije barijere uključuju:.

pecifičnost sekvence uključene molekule nukleinske kiseline,
broj uključenih baznih parova uključeni,
napetost koja je prisutna u replikacijskoj viljuški, i
snaga destabilizacije.

Aktivna i pasivna helikaza

Veličina barijere aktivacije koja se prevazilazi doprinosom helikaze, je kriterij klasifikacije na kao aktivne ili pasivne helikaze U pasivnih helikaza, postoji značajna barijera aktivacije (definiran kao Bk_BT, gdje je k_B je Bolcmanova konstanta i T je temperatura sistema). Zbog ove značajne barijera aktivacije, progresija opružanja u velikoj mjeri zavisi od sekvenca nukleinskih kiselina unutar uključenih molekula, kao i prisustvo sila destabilizacije koje djeluju na replikacijsku viljušku. Određene kombinacije nukleinske kiseline će smanjiti stope odmotavanja (guanin i citozin), dok razne destabilizirajuće sile mogu povećati stopu odmotavanja. U pasivnim sistemima, stopa opružanja (V_UN) je manja od stope translokacije (V_trans) – premještanje duž jednolančane nukleinske kiseline (ssNA ). Još jedan način da se prikažu pasivne helikaze je da se one oslanjaju na prolazne raspade baznih parova na replikacijskoj viljuški, kako bi se utvrdila njena stopu opuštanja.

U aktivnim helikazama, B_BT, gdje je sistem u kojem nema značajnih barijera, kao što je helikaza u mogućnosti da se destabilizira nukleinskih kiselina, neodmotani dvostrukog heliksa konstantnom brzinom, bez obzira na sekvence nukleinskih kiselina. U aktivnom helicases, V_UN je približno jednak V_trans. Još jedan način da gledaju aktivne helicase je njegova sposobnost da izravno destabilizira replikacije viljuške za promociju odmotavanje.

Također pogledajte

Reference

^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
^ Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 978-9958-9344-8-3.
^ http: //www.physorg.com/news102663442.html - Istraživači riješiti misteriju kako se razdvaja DNK.

Vanjski linkovi

Commons logo

Commons ima datoteke na temu: Helikaza

DNA Helicases na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
RNA Helicases na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)

[1] Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.

[2] Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 978-9958-9344-8-3.

[3] ttp: //www.physorg.com/news102663442.html - Istraživači riješiti misteriju kako se razdvaja DNK.

[1]

[2]

[3]