Bagikan:
Fitur, struktur, dan fungsi Helicasa
itu helicase mengacu pada sekelompok enzim dari tipe proteik-hidrolitik yang sangat penting untuk semua organisme hidup; mereka juga disebut protein motorik. Ini bergerak melalui sitoplasma sel, mengubah energi kimia menjadi kerja mekanis dengan hidrolisis ATP.
Fungsi yang paling penting adalah untuk memutuskan ikatan hidrogen antara basa nitrogen asam nukleat, sehingga memungkinkan replikasi. Penting untuk menekankan bahwa helikase praktis ada di mana-mana, karena mereka ada dalam virus, bakteri, dan organisme eukariotik..
Protein atau enzim yang pertama ditemukan pada tahun 1976 di bakteri Escherichia coli; dua tahun kemudian, helicase pertama ditemukan pada organisme eukariotik, pada tanaman teratai.
Saat ini protein helicase telah dicirikan di semua kerajaan alami termasuk virus, yang menyiratkan bahwa pengetahuan luas tentang enzim hidrolitik ini telah dihasilkan, fungsinya dalam organisme dan peran mekanistik.
Indeks
- 1 Karakteristik
- 1.1 DNA helicase
- 1.2 helicase RNA
- 2 Taksonomi
- 2.1 SF1
- 2.2 SF2
- 2.3 SF3
- 2.4 SF4
- 2.5 SF5
- 2.6 SF6
- 3 Struktur
- 4 fungsi
- 4.1 DNA helicase
- 4.2 RNA helicase
- 5 Pentingnya medis
- 5.1 Sindrom Werner
- 5.2 Sindrom Bloom
- 5.3 Sindrom Rothmund-Thomson
- 6 Referensi
Fitur
Helicases adalah makromolekul biologis atau alami yang mempercepat reaksi kimia (enzim). Mereka dikarakterisasi terutama dengan memisahkan kompleks kimia adenosin trifosfat (ATP) dengan hidrolisis.
Enzim ini menggunakan ATP untuk mengikat dan merombak kompleks asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA).
Setidaknya ada 2 jenis helikopter: DNA dan RNA.
DNA helicase
Helikase DNA bekerja pada replikasi DNA dan ditandai dengan memisahkan DNA dari untaian ganda menjadi untaian tunggal.
Helicase RNA
Enzim-enzim ini bekerja dalam proses metabolisme asam ribonukleat (RNA) dan dalam multiplikasi, reproduksi, atau biogenesis ribosom.
RNA helicase juga merupakan kunci dalam proses pre-splicing messenger RNA (mRNA) dan inisiasi sintesis protein, setelah transkripsi DNA ke RNA dalam inti sel.
Taksonomi
Enzim ini dapat dibedakan menurut homologinya dalam sekuensing asam amino dari domain asam amino pusat ATPase, atau untuk alasan pengurutan bersama. Menurut klasifikasi, ini dikelompokkan ke dalam 6 superfamilies (SF 1-6):
SF1
Enzim superfamili ini memiliki polaritas translokasi 3'-5 'atau 5'-3' dan tidak membentuk struktur berbentuk lingkaran..
SF2
Ia dikenal sebagai kelompok helikase terbesar dan sebagian besar terdiri dari heli RNA. Mereka menyajikan polaritas translokasi umumnya 3'-5 'dengan sedikit pengecualian.
Mereka memiliki sembilan motif (dari bahasa Inggris motif, yang diterjemahkan sebagai "elemen berulang") dari sekuens asam amino yang sangat terkonservasi dan, seperti SF1, tidak membentuk struktur annular.
SF3
Mereka adalah helikopter yang menyerupai virus dan memiliki polaritas translokasi unik 3'-5 '. Mereka hanya memiliki empat motif urutan yang sangat kekal dan membentuk struktur cincin atau cincin.
SF4
Mereka dideskripsikan untuk pertama kalinya pada bakteri dan bakteriofag. Mereka adalah sekelompok helikopter replikasi atau replikasi.
Mereka memiliki polaritas translokasi 5'-3 'yang unik, dan memiliki lima motif urutan yang sangat kekal. Helikopter ini dikarakterisasi karena membentuk cincin.
SF5
Mereka adalah protein dari tipe faktor Rho. Helikopter superfamili SF5 adalah karakteristik organisme prokariotik dan bergantung pada heksamerik ATP. Diperkirakan bahwa mereka terkait erat dengan SF4; Mereka juga memiliki bentuk cincin dan non-annular.
SF6
Mereka adalah protein yang tampaknya terkait dengan superfamily SF3; Namun, SF6 menyajikan domain protein ATPase yang terkait dengan beragam aktivitas seluler (protein AAA) yang tidak ada di SF3.
Struktur
Secara struktural, semua helikopter memiliki motif sekuens yang sangat terkonservasi di bagian depan struktur utama mereka. Sebagian molekul memiliki susunan asam amino tertentu yang tergantung pada fungsi spesifik setiap helikase.
Helicases yang paling banyak dipelajari secara struktural adalah dari superfamily SF1. Diketahui bahwa protein ini dikelompokkan dalam 2 domain yang sangat mirip dengan protein multifungsi RecA, dan domain ini membentuk kantung pengikat ATP di antara mereka..
Daerah yang tidak dikonservasi dapat menyajikan domain spesifik dari jenis pengenalan DNA, domain lokalisasi seluler dan domain protein-protein.
Fungsi
DNA helicase
Fungsi protein ini tergantung pada berbagai faktor penting, di antaranya tekanan lingkungan, garis keturunan sel, latar belakang genetik, dan tahapan siklus sel menonjol..
Diketahui bahwa DNA helicases SF1 memenuhi fungsi spesifik dalam perbaikan, replikasi, transfer dan rekombinasi DNA..
Pisahkan rantai heliks ganda DNA dan berpartisipasi dalam pemeliharaan telomer, dalam perbaikan karena kerusakan untai ganda dan dalam penghapusan protein yang terkait dengan asam nukleat.
Helicase RNA
Seperti yang disebutkan sebelumnya, RNA helicases sangat penting dalam sebagian besar proses metabolisme RNA, dan juga diketahui bahwa protein ini terlibat dalam pendeteksian RNA virus..
Selain itu, mereka bertindak pada tanggapan kekebalan antivirus, karena mereka mendeteksi RNA asing atau asing dalam tubuh (dalam vertebrata).
Pentingnya medis
Helicases membantu sel mengatasi stres endogen dan eksogen, menghindari ketidakstabilan kromosom dan menjaga keseimbangan sel.
Kegagalan sistem ini atau keseimbangan homeostatik terkait dengan mutasi genetik yang melibatkan gen yang mengkode protein dari jenis helicase; untuk alasan ini mereka adalah subjek dari studi biomedis dan genetik.
Di bawah ini kami akan menyebutkan beberapa penyakit yang terkait dengan mutasi pada gen yang mengkode DNA sebagai protein helicase:
Sindrom Werner
Ini adalah penyakit genetik yang disebabkan oleh mutasi gen yang disebut WRN, yang mengkode helicase. Helicase mutan tidak bertindak dengan benar dan menyebabkan serangkaian penyakit yang bersama-sama membentuk sindrom Werner.
Karakteristik utama dari mereka yang menderita patologi ini adalah penuaan dini mereka. Agar penyakit terwujud, gen mutan harus diwarisi dari kedua orang tua; insidennya sangat rendah dan tidak ada pengobatan untuk penyembuhannya.
Sindrom Bloom
Sindrom Bloom adalah penyakit genetik yang disebabkan oleh mutasi gen autosom yang disebut BLM yang mengkode protein helicase. Ini hanya terjadi pada individu yang homozigot untuk karakter itu (resesif).
Karakteristik utama dari penyakit langka ini adalah hipersensitivitas terhadap sinar matahari, yang menyebabkan lesi kulit tipe ruam erythromatosus. Masih belum ada obatnya.
Sindrom Rothmund-Thomson
Ia juga dikenal sebagai poikiloderma atrofi bawaan sejak lahir. Ini adalah patologi asal genetik yang sangat langka: sampai saat ini ada kurang dari 300 kasus yang dijelaskan di seluruh dunia.
Hal ini disebabkan oleh mutasi gen RECQ4, gen autosom dengan manifestasi resesif yang terletak pada kromosom 8.
Gejala atau kondisi sindrom ini termasuk katarak remaja, anomali dalam sistem kerangka, depigmentasi, dilatasi kapiler, dan atrofi kulit (poikiloderma). Dalam beberapa kasus, hipertiroidisme dan defisiensi dalam produksi testosteron dapat terjadi.
Referensi
- R.M. Brosh (2013). Helikase DNA terlibat dalam perbaikan DNA dan perannya dalam kanker. Ulasan Alam Kanker.
- Helicase Diperoleh dari nature.com.
- Helicase Diperoleh dari en.wikipedia.org.
- A. Juárez, L.P. Kepulauan, A.M. Rivera, S.E. Tellez, M.A. Duran (2011). Sindrom Rothmund-Thompson (poikilodermia atrofi bawaan) pada wanita hamil. Klinik dan Penelitian di Ginekologi dan Kebidanan.
- K. Raney, A.K. Byrd, S. Aarattuthodiyil (2013). Struktur dan Mekanisme DNA Helicases SF1. Kemajuan dalam Kedokteran dan Biologi Eksperimental.
- Sindrom Bloom. Dipulihkan dari medicina.ufm.edu.
- M. Singleton, M.S. Dillingham, D.B. Wigley (2007). Struktur dan mekanisme Translocases Asam Helikal dan Nukleat. Tinjauan Tahunan Biokimia.