Nuklease

Nuklease merupakan enzim yang berfungsi untuk memecah asam nukleat seperti asam ribonukleat atau asam deoksiribonukleat. Ini disebut sebagai pencernaan substrat yang lengkap atau sebagian.

Apa itu nuklease

Nuklease umumnya bertanggung jawab atas pemecahan asam nukleat. Asam nukleat dapat dipecah baik dari ujung molekul asam nukleat maupun dari pusatnya.

Ada juga yang disebut nuklease restriksi, yang memotong urutan asam nukleat hanya dari daerah tertentu. Nuklease diklasifikasikan menurut berbagai kriteria. Salah satu kriterianya adalah jenis asam nukleat (asam deoksiribonukleat atau asam ribonukleat). Kriteria lain menyangkut struktur sekunder seperti untai ganda atau untai tunggal. Juga penting untuk pemilihan kriteria apakah degradasi terjadi dari ujung atau tengah molekul. Pertanyaan berikutnya adalah di mana lokasi serangan terletak antara lokasi 5 'dan 3' dari struktur gula-fosfat.

Peran urutan khusus dan urutan dasar tidak spesifik juga mengalir ke dalam penentuan kriteria klasifikasi. Berdasarkan kriteria tersebut, terdapat berbagai kelas klasifikasi. Nuklease dapat diklasifikasikan menjadi eksonuklease, endonuklease, deoksiribonuklease dan ribonuklease.

Fungsi, efek & tugas

Fungsi nuklease beragam. Fungsi penting DNA atau RNA asing adalah membelah baik sekuens-spesifik maupun non-spesifik. Endonuklease restriksi bertanggung jawab untuk tugas ini.

Mereka memisahkan asam nukleat pada titik-titik tertentu dari ujungnya. Urutan asam nukleat yang serupa dapat dipisahkan atau urutan yang tidak spesifik muncul. Endonuklease restriksi adalah bagian dari sistem kekebalan karena mereka memecah asam nukleat asing. Nuklease nonspesifik sering kali bertanggung jawab atas pencernaan asam nukleat. Namun, mereka juga mencerna asam nukleat dari sel mati selama kematian sel terprogram, apoptosis. DNase, yang terjadi terutama di pankreas, hati, trombosit dan plasma darah, memainkan peran utama di sini.

MRNA dipengaruhi oleh keberadaan RNase. Penguraian RNA yang terkontrol mengontrol regulasi ekspresi gen. Eksonuklease memecah molekul DNA atau RNA individu dari ujungnya. Urutan asam nukleat tidak relevan di sini. Fungsi enzim ini adalah untuk memecah asam nukleat menjadi nukleotida yang sesuai. Nukleotida berfungsi sebagai blok bangunan untuk membangun kembali asam nukleat atau dipecah seluruhnya. Dalam proses rekayasa genetika, nuklease restriksi digunakan sebagai alat pemotong molekuler untuk menghilangkan target urutan asam nukleat yang tidak diinginkan.

Pendidikan, kejadian, properti & nilai optimal

Perbedaan antara DNase dan RNase adalah kriteria diferensiasi yang sangat penting. DNase memecah DNA. Ada DNase netral dan asam. DNase netral terutama dibentuk di pankreas, hati, plasma darah, dan trombosit. Di sana mereka mengontrol pemecahan DNA sebagai bagian dari apoptosis.

Degradasi DNA dengan menggunakan DNase netral mengarah pada pembentukan nukleosida'-5-fosfat. Agar tidak memecah materi genetik secara tidak spesifik, DNase netral membentuk kompleks dengan aktin protein. Kompleks ini dianggap sebagai bentuk penyimpanan nuklease. Asam DNase (DNase II) juga ada di pankreas dan plasma darah, tetapi juga dalam urin dan ASI. Dengan bantuan asam DNase DNA dipecah menjadi nukleosida'-3-fosfat. RNase menunjukkan variasi yang lebih besar. Sekitar 50 RNase berbeda diketahui pada manusia, 9 di antaranya terkait dengan penyakit keturunan langka.

RNase pada gilirannya dapat dibagi menjadi exoribonucleases dan endoribonucleases, tergantung pada apakah RNA terdegradasi di ujung atau terbelah di dalam untai. Antara lain, RNase memiliki fungsi penting dalam regulasi gen dengan secara spesifik membatasi umur tRNA. Mereka juga mendukung produksi RNA baru yang dibuat khusus. Selain itu, sebagai bagian dari sistem kekebalan, mereka terlibat dalam perang melawan serangan RNA virus. RNase yang paling penting termasuk RNase A, RNase H, RNase P, RNase R dan RNase D. RNase A secara khusus membagi RNA menurut basa nitrogen pirimidin seperti urasil atau sitosin. Ini terutama ditemukan dalam keringat dan memecah virus di sana sebelum mereka dapat menembus organisme.

Itulah mengapa sering disebut sebagai nuclease lingkungan. RNase H bekerja secara tidak spesifik dalam heteroduplex DNA-RNA, di mana ia memecah fraksi RNA. Heteroduplex RNA dan DNA adalah untai ganda yang terdiri dari dua jenis asam nukleat. RNase menghilangkan monomer RNA yang secara keliru dibangun ke dalam DNA dan menggantikannya dengan monomer DNA. RNase P menghilangkan prekursor dalam produksi tRNA. RNase R membantu memecah mRNA bakteri dan RNase D bertanggung jawab untuk pemrosesan tRNA.

Penyakit & Gangguan

Nuklease adalah enzim yang kekurangan atau malfungsi dapat menyebabkan keluhan fisik yang serius. Seperti yang telah disebutkan, sembilan RNase dikaitkan dengan penyakit keturunan yang sangat langka.

Misalnya, jika RNase H tidak cukup aktif, mutasi, untai putus, dan akumulasi urutan DNA di RNA terjadi. Yang disebut sindrom Aicardi-Goutières berkembang, yang memanifestasikan dirinya pada anak-anak sebagai serangan demam, muntah, dan gelisah. Beberapa bayi kehilangan keterampilan motorik yang dipelajari lagi setelah beberapa bulan. Banyak pasien meninggal pada masa kanak-kanak. Penyebab gejala ini adalah reaksi inflamasi yang dimediasi oleh reaksi kekebalan terhadap segmen DNA yang diperkaya di RNA.