Exonucleasa

De Viquipèdia
Salta a: navegació, cerca

L' exonucleasa és un enzim el qual té la funció de tallar nucleòtids d'una cadena de polinucleòtids en l'extrem terminal o exo. Aquesta escissió és una hidrolització de l'enllaç fosfodiester entre els dos nucleòtids, i pot ser tant a l'extrem 5' com a l'extrem 3'.

Història[modifica | modifica el codi]

Lehman IR va descobrir la primera exonucleasa (l'exonucleasa I) l'any 1971 en l'escheríchia coli (E.Coli) un tipus de bactèria, concretament una de les principals espècies d'eubacteris que viuen a la part més baixa dels intestins, que són necessaris per a la correcta digestió dels aliments.

Més endavant, després del primer descobriment de la primera exonucleasa, es van anar trobant altres tipus d'exonucleases de diferents característiques.A mesura que es van anar descobrint es van identificar a partir de nombres, des de l'exonucleasa I fins la número VIII.

Aquestes exonucleases van ser descobertes per diferents mitjans i /o processos. A principis de la dècada dels 60 es va començar a purificar aquestes exonucleases per poder ser classificades per les seves propietats, a més de realitzar-se diferents estudis per poder classificar-les depenent de la seva funció, propietat i activitat. Algunes d'aquestes activitats estaven relacionades amb el nucli i d'altres van ser inicialment identificades per a la seva funció gènica com per exemple en rutes biològiques específiques que posteriorment es van descobrir com a exonucleases.

Els estudis realitzats amb aquest enzim van revelar o arribar a la conclusió que l'exonucleasa és essencial per a l'activitat enzimàtica del nostre cos.

Probablement hi hagi altres exonucleases en diferents bacteris que encara es desconeixen en l'actualitat.

Descobriments[modifica | modifica el codi]

Actualment hi ha hagut dos descobriments relacionats amb els enzims exonucleases, un amb els humans i un altre amb els llevats.

Descobriments  humans[modifica | modifica el codi]

La endonucleasa de tipus humà és essencial per al processament correcte de la pre-ARNm de la histona, en la qual el SNRNP de l'U7 dirigeix ​​el procés d’escissió simple. Després de l'eliminació del producte de divisió descendent (DCP), l'exonucleasa de 5 'a 3' segueix produint encara més el producte fins que es degradi completament. Això permet reciclar els nucleòtids. L'exonucleasa de 5 'a 3' està relacionada amb una activitat d'escletxa co-transcripcional (CoTC) que actua com a precursor per desenvolupar un extrem lliure de 5 'sense protecció, de manera que l'exonucleasa pot eliminar i degradar el producte de divisió descendent (DCP). Això inicia la terminació transcripcional, ja que no vol que les xarxes d'ADN o ARN es desenvolupin en els seus cossos.

Descobriments en llevats[modifica | modifica el codi]

El CCR4-NOT és un complex regulador general de la transcripció en el llevat que es troba associat amb el metabolisme del mRNA, l'inici de la transcripció i la degradació de l'ARNm. S'ha trobat que el CCR4 conté ARN i ADN monocatenari de 3 a 5 'activitats d'exonucleasa. Un altre component associat al complex CCR4 és la proteïna CAF1, que s'ha trobat que conté dominis d'exonucleasa de 3 a 5 o de 5 a 3 graus del ratolí i Caenorhabditis elegans. Aquesta proteïna no s'ha trobat en el llevat, el que suggereix que és probable que tingui un domini d'exonucleasa anormal com el que es veu en un metazoà. El llevat conté l'exonucleasa Rat1 i Xrn1. El Rat1 funciona igual que el tipus humà (Xrn2) i la funció Xrn1 en el citoplasma està en la direcció 5 'a 3' per degradar RNAs (rARNs pre-5.8s i 25s) en absència de Rat1.

Tipus d'exonucleases[modifica | modifica el codi]

Exonucleases 5′→ 3′[modifica | modifica el codi]

Aquest tipus d'exonucleases actuen des de l'extrem 5'. Majoritàriament, generen com a productes oligonucleòtids, fet que indica que normalment escindeixen els extrems 5' de les cadenes que han estat aberrades per cebadors (primers) de RNA o per una lesió de l'ADN. [1]

Exonucleasa λ[modifica | modifica el codi]

Són codificades per el fag lambda i s'uneixen al extrem 5’ lliure d'una doble cadena d'ADN alliberant, aproximadament, uns 3.000 5’-mononucleòtids a una velocitat de 12/segons. L’ADN monocaterani resultant, és utilitzat com a substrat per a l’emparellament dels enzims que promouen la recombinació homòloga.[2]

RecJ Exonucleasa[modifica | modifica el codi]

Degrada específicament ADN monocatenari i la seva activitat depèn del Mg+2. Participa en la recombinació homòloga i en la reparació de desaparellaments de bases en l’ADN. Hidrolitza amb facilitat l’extrem 5’, és per aquest motiu, que actua en direcció 5’→3'. [3]

Exonucleasa VII[modifica | modifica el codi]

Aquesta E.Coli nucleasa quan actua en direcció 5’→3, té la capacitat de degradar llargues cadenes d’ADN monocaterani per a escindir dímers de pirimidina i altres lesions. Una deficiència d’exonucleases VII pot provocar que augmenti el risc de mutacions en la recombinació. [4]

Processivitat de les exonucleases[modifica | modifica el codi]

Els enzims que sintetitzen i degraden els polímers poden dissociar-se després de cada succés catalític, enzims distributius, o poden romanen units al polímer durant les reaccions consecutives, enzims procesius. Un sistema de homopolímers permet conèixer les estratègies digestives de les exonucleases. L’exonucleasa I i l’λ exonucleasa són enzims procesius. L’exonucleasa I roman unida fins trobar una regió de doble cadena d’ADN, que és la senyal per a que s’alliberi. L’exonucleasa III, és un enzim distributiu, ja que s’allibera del substrat durant el procés de digestió. [5]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Baker, Arthur Kornberg, Tania A.. DNA replication : Arthur Kornberg, Tania A. Baker. 2. ed., repr. Sausalito, Calif.: University Science Books, 2005, p. 932. ISBN 978-1891389443 [Consulta: 12 octubre 2017]. 
  2. Rédei, George P. Encyclopedia of genetics, genomics, proteomics, and informatics. 3rd ed.. [New York?]: Springer, 2008, p. 656. ISBN 978-1-4020-6753-2 [Consulta: 12 octubre 2017]. 
  3. Dianov, G; Sedgwick, B; Daly, G; Olsson, M; Lovett, S; Lindahl, T «Release of 5'-terminal deoxyribose-phosphate residues from incised abasic sites in DNA by the Escherichia coli RecJ protein.». Nucleic acids research, 22, 6, 25-03-1994, pàg. 993-8. PMID: 7512263 [Consulta: 15 octubre 2017].
  4. Lovett, ST «The DNA Exonucleases of Escherichia coli.». EcoSal Plus, 4, 2, desembre 2011. PMID: 26442508 [Consulta: 15 octubre 2017].
  5. Thomas, KR; Olivera, BM «Processivity of DNA exonucleases.». The Journal of biological chemistry, 253, 2, 25-01-1978, pàg. 424-9. PMID: 338608 [Consulta: 16 octubre 2017].