Endonuklease adalah enzim yang merosakkan DNA dan RNA tanpa membelahnya sepenuhnya. Kumpulan endonuklease merangkumi beberapa enzim, masing-masing adalah substrat- dan tindakan khusus.
Apa itu endonuklease?
Endonuklease adalah pelbagai enzim yang tidak unik bagi manusia tetapi terdapat dalam semua makhluk hidup. Mereka tergolong dalam kumpulan nuklease superordinat. Endonuklease menurunkan DNA atau RNA tanpa membelahnya sepenuhnya. DNA atau asid deoksiribonukleik adalah struktur kompleks dari gula molekul (deoxyribose) dan asid nukleik. Untuk memproses DNA, endonuklease memutuskan ikatan fosfodiester antara blok bangunan individu. Ikatan fosfodiester memegang DNA dan RNA bersama di tulang belakang. Nukleotida DNA dan RNA mempunyai a asid fosforik residu. Ia terletak di gula, tulang belakang yang membentuk cincin. Cincin ini mempunyai lima karbon atom; antara lain, kumpulan OH, iaitu sebatian oksigen dan hidrogen atom, terletak di karbon atom C5. The karbon atom C5 dan kumpulan OH membentuk sebuah ester of asid fosforik. ini asid fosforik residu memperoleh sesaat ester ikatan, yang terdiri daripada atom karbon C3 dan kumpulan OH yang sepadan. Ikatan yang dihasilkan mewakili ikatan fosfodiester 3′-5 ′.
Fungsi, tindakan, dan peranan
Endonuklease menyumbang kepada pemprosesan DNA dan RNA. The asid nukleik adenin, timin, guanin, dan sitosin membentuk kod genetik, yang tidak hanya menyampaikan maklumat kepada generasi berikutnya semasa pewarisan tetapi juga mengawal metabolisme sel. Urutan pelbagai asid nukleik dalam DNA menyusun urutan enzim lain - dikenali sebagai ribosom - rantai asid amino bersama. Semua protein terdiri daripada rantai ini; dengan sewajarnya, urutan asid amino dalam protein bergantung pada urutan asid nukleik dalam DNA - yang seterusnya menentukan bentuk dan fungsi protein. Biologi merujuk kepada terjemahan kod genetik ke dalam rantai asid amino sebagai terjemahan. Terjemahan berlaku di sel-sel tubuh manusia di luar nukleus sel - tetapi DNA terletak secara eksklusif di dalam nukleus sel. Oleh itu, sel mesti membuat salinan DNA. The gula molekul yang digunakan dalam salinan itu bukan deoksiribosa, tetapi ribose. Oleh itu, ia adalah RNA. Dalam biologi, penghasilan RNA juga disebut transkripsi dan memerlukan endonuklease. Semasa terjemahan, pelbagai enzim mesti memperluaskan rantai nukleotida. Pembelahan separa oleh endonuklease juga menjadikannya mungkin. Endonuklease juga mempunyai fungsi yang sama dalam replikasi, ketika salinan DNA diperlukan sebagai bagian dari pembelahan sel.
Pembentukan, kejadian, sifat, dan tahap optimum
Endonuklease, seperti semua enzim, adalah protein terdiri daripada rantai asid amino. Semua amino asid mempunyai struktur asas yang sama: mereka terdiri daripada atom karbon pusat yang mana kumpulan amino, kumpulan karboksil, satu hidrogen atom, atom α-karbon, dan kumpulan residu dilampirkan. Residu adalah ciri setiap asid amino dan menentukan yang mana interaksi ia boleh terbentuk dengan amino yang lain asid dan bahan lain. Struktur enzim satu dimensi dalam bentuk rantai asid amino mereka juga disebut struktur utama dalam biologi. Lipatan berlaku di dalam rantai; enzim lain memangkin proses ini. Urutan spasial ditstabilkan oleh hidrogen ikatan yang terbentuk antara blok bangunan individu. Struktur sekunder ini boleh muncul sebagai α-heliks dan β-lipatan. Struktur sekunder protein melipat lebih jauh dan mengambil bentuk yang lebih kompleks. Di sini, interaksi antara residu asid amino yang berbeza memainkan peranan penting. Oleh kerana sifat biokimia residu masing-masing, struktur tersier akhirnya muncul. Hanya dalam bentuk ini protein mempunyai sifat akhir, yang banyak bergantung pada bentuk spatialnya. Sekiranya terdapat enzim, bentuk ini merangkumi tapak aktif, di mana reaksi enzim sebenarnya berlaku. Dalam kes endonuklease, tapak aktif bertindak balas dengan DNA atau RNA sebagai substrat.
Penyakit dan gangguan
Endonuklease memainkan peranan penting dalam pembaikan DNA dengan memecahkan rantaiannya. Pembaikan perlu dilakukan apabila DNA telah dirosakkan oleh sinaran atau bahan kimia, misalnya. Malah sinar UV boleh membawa kesan ini. Yang meningkat dos sinaran UV-B mengakibatkan pengumpulan dimer timin dalam helai DNA. Mereka merosakkan DNA dan seterusnya membawa gangguan pada penduaan DNA: enzim yang membaca DNA semasa replikasi tidak dapat melewati ubah bentuk yang disebabkan oleh dimer timin dan oleh itu tidak dapat meneruskan kerjanya. Sel manusia mempunyai pelbagai mekanisme pembaikan. Pembaikan eksisi melibatkan penggunaan endonuklease. Endonuclease khusus dapat mengenali dimer timin dan kerosakan lain. Ia memotong helai DNA yang terkena dua kali, sebelum dan selepas tapak yang rosak. Walaupun ini menghilangkan dimer, ia mewujudkan jurang dalam kod. Enzim lain, DNA polimerase, mesti mengisi jurang. Sebagai perbandingan, ia menggunakan helai DNA pelengkap dan menambah pasangan asas yang sesuai sehingga jurang diisi dan helai DNA yang rosak dipulihkan. Pembaikan ini tidak jarang berlaku, tetapi berlaku berkali-kali sehari di dalam badan. Gangguan dalam proses pembaikan boleh membawa kepada pelbagai gangguan, contohnya kulit penyakit xeroderma pigmentosum. Dalam penyakit ini, individu yang terkena terlalu sensitif terhadap cahaya matahari kerana sel tidak dapat memperbaiki kerosakan UV.
