Nukleáza
From Wikipedia, the free encyclopedia
From Wikipedia, the free encyclopedia
Nukleáza je enzym, který hydrolyzuje fosfodiesterovou vazbu nukleových kyselin (DNA, RNA) a tím je fakticky rozkládá.[1]
Nukleáza patří do skupiny enzymů hydroláz, protože hydrolyzuje chemické vazby mezi nukleotidy.
Tento enzym je nezbytný pro přirozené mechanismy opravy DNA vyskytujících se v buňkách a v biotechnologických procesech. Jeho studium je významné pro obory, jako je genové klonování, technologie rekombinantní DNA, RFLP, AFLP, sekvenování genů, genová terapie, mapování genomu a další.
V šedesátých letech 20. století se podařilo Stuartu Linnovi a Werneru Arberovi izolovat dva typy enzymů zodpovědných za omezení růstu fágů v bakteriích Escherichia coli:
Tento objev se stal zásadním pro další vývoj zkoumání reakcí enzymů s molekulami DNA. Byl to první krok k řezání DNA na konkrétních místech předvídatelným a reprodukovatelným způsobem.
V roce 1968 H.O. Smith, K.W. Wilcox a T.J. Kelley izolovali a charakterizovali první restrikční nukleázu, jejíž reakce závisela na specifické sekvenci nukleotidů DNA. Při práci s bakteriemi Haemophilus influenzae izolovali enzym, nazývaný HindII, který vždy řezal molekuly DNA v určitém bodě v rámci specifické sekvence šesti párů bází. Zjistili, že enzym HindII protíná DNA vždy přímo ve středu této sekvence.
V současné době je objeveno více než 900 restrikčních enzymů, které byly izolovány z 230 kmenů bakterií. Tyto restrikční enzymy mají názvy, které odrážejí jejich původ. První písmeno názvu pochází z kmene bakterií a druhá dvě písmena pocházejí z druhu prokaryotické buňky, ze které byly izolovány. Například EcoRI pochází z bakterií Escherichia coli RY13, zatímco HindII pochází z kmene Haemophilus influenzae Rd. Čísla následující po názvech nukleáz naznačují pořadí, ve kterém byly enzymy izolovány z jednotlivých kmenů bakterií - EcoRI, EcoRII.
Nukleázy se rozdělují podle místa působení v molekule nukleové kyseliny:
Nukleázy se rozdělují také podle typu štěpené molekuly:
Endonukleáza je enzym, který štěpí nukleové kyseliny uvnitř řetězce DNA nebo RNA. Endonukleáza rozpozná specifické nukleotidové sekvence nukleové kyseliny a rozbíjí chemické vazby mezi nukleotidy. Velká skupina z nich se nazývá restrikční endonukleázy, protože prohledávají specifická restrikční místa, štěpí vazbu a produkují restrikční fragmenty. Více než 100 restrikčních endonukleáz získaných z bakterií je využíváno pro komerční účely. Zásadní roli hrají například v molekulárním klonování.
Většina restrikčních endonukleáz jsou dimerní enzymy složené ze dvou proteinových podjednotek, které obalují dvouvláknovou DNA a odděleně štěpí obě vlákna z obou stran. Existují stovky typů restrikčních endonukleáz s jedinečnými rozpoznávacími místy v bakteriích. Kvůli jejich vysoké specificitě v restrikci se štěpí pouze ve specifických sekvencích. Proto jsou považovány za vysoce užitečné molekulární nástroje v technologiich rekombinantní DNA.
Exonukleáza je enzym, který štěpí chemické vazby mezi nukleotidy na 3 'nebo 5' koncích řetězců nukleové kyseliny DNA nebo RNA. Rozkládá jednotlivé nukleotidy na konci řetězce jeden po druhém a produkuje nukleosidy přenosem fosfátových skupin do vody.
Exonukleázy se nacházejí v bakteriích, archaeách a eukaryotech. V Escherichia coli je přítomno 17 různých exonukleáz, včetně DNA polymeras 1, 2 a 3.
Exonukleázy jsou důležité při opravách DNA, genetické rekombinaci, prevenci výskytu mutací nebo stabilizaci genomu.
V tomto článku byly použity překlady textů z článků Nukleasen na německé Wikipedii a Nuclease na anglické Wikipedii.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
