endonuclease

endonucleases เป็นเอนไซม์ที่สลาย DNA และ RNA โดยไม่ทำลายลงอย่างสมบูรณ์ กลุ่มของเอนโดนิวคลีเอสประกอบด้วยเอนไซม์ที่แตกต่างกันซึ่งแต่ละชนิดทำงานในสารตั้งต้นและลักษณะเฉพาะของการกระทำ

endonuclease คืออะไร?

เอนโดนิวคลีเอสเป็นเอนไซม์หลายชนิดที่ไม่เพียง แต่พบในมนุษย์เท่านั้น แต่ยังพบได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด พวกมันอยู่ในกลุ่มนิวคลีเอสเหนือชั้น เอนโดนิวคลีเอสย่อยสลาย DNA หรือ RNA โดยไม่ต้องแยกออกอย่างสมบูรณ์

DNA หรือกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนของโมเลกุลน้ำตาล (ดีออกซีไรโบส) และกรดนิวคลีอิก ในการประมวลผล DNA endonucleases จะทำลายพันธะ phosphodiester ระหว่างแต่ละส่วน พันธะฟอสโฟดิสเตอร์จะยึด DNA และ RNA ไว้ด้วยกันบนกระดูกสันหลัง นิวคลีโอไทด์ของ DNA และ RNA มีกรดฟอสฟอริกตกค้าง มันตั้งอยู่บนน้ำตาลซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ก่อตัวเป็นวงแหวน

วงแหวนนี้มีคาร์บอนห้าอะตอม เหนือสิ่งอื่นใดมีหมู่ OH บนอะตอมของคาร์บอน C5 นั่นคือการรวมกันระหว่างอะตอมของออกซิเจนและไฮโดรเจน คาร์บอนอะตอม C5 และหมู่ OH สร้างเอสเทอร์ของกรดฟอสฟอริก กากของกรดฟอสฟอริกนี้ได้รับพันธะเอสเทอร์ที่สองซึ่งประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน C3 และหมู่ OH ที่เกี่ยวข้อง พันธะที่ได้คือพันธะ 3'-5'-phosphodiester

ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน

เอนโดนิวคลีเอสมีส่วนช่วยในการประมวลผล DNA และ RNA กรดนิวคลีอิกอะดีนีนไทมีนกัวนีนและไซโตซีนสร้างรหัสพันธุกรรมซึ่งไม่เพียงส่งต่อข้อมูลไปยังรุ่นต่อไปเมื่อมีการถ่ายทอดทางพันธุกรรมเท่านั้น แต่ยังควบคุมการเผาผลาญของเซลล์ด้วย

ลำดับของกรดนิวคลีอิกที่แตกต่างกันในรหัส DNA ลำดับที่เอนไซม์อื่น ๆ - ที่เรียกว่าไรโบโซม - กรดอะมิโนสายโซ่เข้าด้วยกัน โปรตีนทั้งหมดประกอบด้วยโซ่เหล่านี้ ลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนขึ้นอยู่กับลำดับของกรดนิวคลีอิกในดีเอ็นเอซึ่งจะกำหนดรูปร่างและการทำงานของโปรตีน

ชีววิทยาหมายถึงการแปลรหัสพันธุกรรมเป็นโซ่กรดอะมิโนเป็นการแปล การแปลจะเกิดขึ้นในเซลล์ของร่างกายมนุษย์ภายนอกนิวเคลียสของเซลล์ - DNA จะอยู่ภายในนิวเคลียสของเซลล์เท่านั้น ดังนั้นเซลล์จึงต้องทำสำเนาดีเอ็นเอ สำเนาไม่ได้ใช้ดีออกซีไรโบสเป็นโมเลกุลน้ำตาล แต่เป็นไรโบส ดังนั้นจึงเป็น RNA การผลิต RNA เรียกอีกอย่างว่าการถอดความในชีววิทยาและต้องใช้เอนโดนิวคลีเอส

ในระหว่างการแปลเอนไซม์ต่างๆต้องทำให้สายโซ่ของนิวคลีโอไทด์ยาวขึ้น ความแตกแยกบางส่วนโดยเอนโดนิวคลีเอสยังทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ เอนโดนิวคลีเอสยังมีหน้าที่เหมือนกันในการจำลองแบบเมื่อจำเป็นต้องใช้สำเนาของดีเอ็นเอในระหว่างการแบ่งเซลล์

การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม

เช่นเดียวกับเอนไซม์เอนโดนิวคลีเอสคือโปรตีนที่ประกอบด้วยโซ่ของกรดอะมิโน กรดอะมิโนทั้งหมดมีโครงสร้างพื้นฐานเหมือนกัน: ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนกลางซึ่งมีหมู่อะมิโนกลุ่มคาร์บอกซิลอะตอมไฮโดรเจนเดี่ยวอะตอมα-carbon และกลุ่มที่เหลือติดอยู่ ส่วนที่เหลือเป็นลักษณะของกรดอะมิโนแต่ละชนิดและกำหนดปฏิกิริยาที่สามารถเข้าสู่กรดอะมิโนอื่นและสารอื่น ๆ ได้

ชีววิทยายังอธิบายโครงสร้างมิติเดียวของเอนไซม์ในรูปแบบของโซ่กรดอะมิโนเป็นโครงสร้างหลัก มีรอยพับภายในโซ่ เอนไซม์อื่น ๆ เร่งกระบวนการนี้ คำสั่งเชิงพื้นที่ถูกทำให้เสถียรโดยสะพานไฮโดรเจนที่ก่อตัวขึ้นระหว่างแต่ละกลุ่มอาคาร โครงสร้างทุติยภูมินี้สามารถปรากฏได้ทั้งแบบα-helix และแบบ as-sheet โครงสร้างทุติยภูมิของโปรตีนยังคงพับและมีรูปร่างที่ซับซ้อนมากขึ้น ปฏิกิริยาระหว่างสารตกค้างของกรดอะมิโนต่างๆมีบทบาทสำคัญที่นี่

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางชีวเคมีของสารตกค้างตามลำดับโครงสร้างตติยภูมิจะถูกสร้างขึ้นในที่สุด โปรตีนในรูปแบบนี้เท่านั้นที่มีคุณสมบัติสุดท้ายซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับรูปแบบเชิงพื้นที่ ในกรณีของเอนไซม์รูปร่างนี้จะรวมถึงศูนย์กลางที่ใช้งานอยู่ซึ่งเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์จริง ในกรณีของเอนโดนิวคลีเอสไซต์ที่ใช้งานอยู่จะทำปฏิกิริยากับ DNA หรือ RNA เป็นสารตั้งต้น

โรคและความผิดปกติ

เอนโดนิวคลีเอสมีบทบาทสำคัญในการซ่อมแซมดีเอ็นเอเมื่อทำลายโซ่ การซ่อมแซมเป็นสิ่งที่จำเป็นหากดีเอ็นเอได้รับความเสียหายจากรังสีหรือสารเคมีเป็นต้น แสงยูวีสามารถมีผลกระทบนี้ได้อยู่แล้ว

ปริมาณรังสี UV-B ที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้มีการสะสมของไทมีนหรี่ในสายดีเอ็นเอ พวกมันทำให้ดีเอ็นเอผิดรูปและนำไปสู่การรบกวนในการเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าของดีเอ็นเอ: เอนไซม์ที่อ่านดีเอ็นเอระหว่างการจำลองแบบไม่สามารถหลีกเลี่ยงการเสียรูปที่เกิดจากไทมีนหรี่ได้ดังนั้นจึงไม่สามารถทำงานต่อไปได้

เซลล์ของมนุษย์มีกลไกการซ่อมแซมที่หลากหลาย เอนโดนิวคลีเอสใช้สำหรับการซ่อมแซมการตัดตอน endonuclease พิเศษสามารถรับรู้ไทมีนไดเมอร์และความเสียหายอื่น ๆ เป็นการตัดสายดีเอ็นเอที่ได้รับผลกระทบสองครั้งทั้งก่อนและหลังข้อบกพร่อง ตัวหรี่จะถูกลบออก แต่จะสร้างช่องว่างในโค้ด เอ็นไซม์ดีเอ็นเอโพลีเมอเรสอีกตัวก็ต้องเติมเต็มช่องว่าง ในการเปรียบเทียบเธอใช้สายดีเอ็นเอเสริมและเพิ่มคู่เบสที่เกี่ยวข้องจนกว่าจะเต็มช่องว่างและสายดีเอ็นเอที่เสียหายจะกลับคืนมา

การซ่อมแซมนี้ไม่ใช่เรื่องแปลก แต่เกิดขึ้นหลายครั้งต่อวันในร่างกาย การรบกวนในกระบวนการซ่อมแซมอาจนำไปสู่ความผิดปกติต่างๆเช่นโรคผิวหนัง xeroderma pigmentosum ด้วยโรคนี้ผู้ที่ได้รับผลกระทบมีความไวต่อแสงแดดมากเกินไปเนื่องจากเซลล์ไม่สามารถซ่อมแซมความเสียหายจากรังสียูวีได้