Co je helikáza?

Helikáza je enzym, který se unzips připojil k pramenům deoxyribonukleové kyseliny (DNA) nebo ribonukleové kyseliny (RNA).Obvykle se pohybuje v jednom směru po dvouřetězcové molekule DNA nebo samováděné RNA molekuly, čímž se rozbije vodíkové vazby mezi doplňkovými páry nukleotidové báze.Enzymy helikázy jsou důležité pro buněčné procesy replikace a opravy DNA, transkripce DNA na RNA, proteinový translaci a vytváření ribozomů.

Existuje mnoho různých typů helikázových enzymů, včetně 24 různých helikáz v lidském těle.Každý z nich má mírně odlišnou strukturu a metodu provozu.Někteří pracují jako monomery nebo enzymy s jednou jednotkou, zatímco jiné tvoří dimery nebo dokonce hexamery a kombinují více proteinových podjednotek pro optimální funkci.Všechny helikázy sdílejí alespoň určitý stupeň podobnosti ve své aminokyselinové sekvenci a předpokládá se, že tyto podobné oblasti jsou zapojeny do vazby řetězce DNA nebo RNA nebo na vazbu a hydrolýzu adenosin trifosfátu (ATP).Tyto běžné sekvenční motivy pomohly při klasifikaci helikáz do pěti hlavních rodin.Někteří jsou aktivní a využívají ATP k uvolnění pramenů, zatímco jiné jsou pasivní a nevyžadují fungování energie.Vzhledem k tomu, že molekuly DNA a RNA se kombinují a zůstávají spojeny prostřednictvím vodíkových vazeb, mnoho helikáz použije molekuly ATP k aktivnímu porušení těchto vazeb.Tyto enzymy budou mít vazebné místo ATP, které jim umožní hydrolyzovat ATP k získání energie potřebné k přerušení vodíkových vazeb.Rozpis ATP často pohání enzym dolů po DNA nebo RNA řetězci, což bude jednosměrné pohyb a umožní mu zabránit nedávno odděleným pramenům před rekombinováním.Místo toho se připevňují k pramenům DNA nebo RNA a čekají, až se místní energetické fluktuace a pohyb změní částečně od sebe.Poté se translokují a vážou v nově vytvořené mezeře a zabraňují opakování pramenů.Tento mechanismus je obecně pomalejší, protože závisí na náhodě a náhodných pohybech pro odvíjení, spíše než na přímý, kontrolovaný mechanismus.Zatímco mnoho helikáz RNA působí způsobem podobným helikázou DNA, jiné se váže s jediným řezaným segmentem RNA a budou také vyžadovat vazbu ATP.Tyto helikázy ve skutečnosti nebudou hydrolyzovat ATP ani z toho odvodit energii, ale ATP je nezbytná pro změnu tvaru, který aktivuje enzym.