Τι είναι η ελικάση;

Μια ελικάση είναι ένα ένζυμο που αποσυνδέει τα σκέλη του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA) ή ριβονουκλεϊνικού οξέος (RNA).Συνήθως μετακινείται προς μία κατεύθυνση κάτω από ένα μόριο διπλού στρώματος DNA ή μόριο RNA με διπλό έλκηθρο, σπάζοντας τους δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των συμπληρωματικών ζεύγους βάσης νουκλεοτιδίων.Τα ένζυμα ελικάσης είναι σημαντικά για τις κυτταρικές διεργασίες αναπαραγωγής και επισκευής του DNA, μεταγραφή του DNA σε RNA, πρωτεϊνική μετάφραση και δημιουργία ριβοσωμάτων. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι ενζύμων ελικάσης, συμπεριλαμβανομένων 24 διαφορετικών ελικάσων στο ανθρώπινο σώμα.Ο καθένας έχει μια ελαφρώς διαφορετική δομή και μέθοδο λειτουργίας.Μερικοί λειτουργούν ως μονομερή ή ένζυμα μονής μονάδας, ενώ άλλα σχηματίζουν διμερή ή ακόμα και εξαμερή, συνδυάζοντας πολλαπλές υπομονάδες πρωτεϊνών για βέλτιστη λειτουργία.Όλες οι ελικάσες μοιράζονται τουλάχιστον κάποιο βαθμό ομοιότητας στην αλληλουχία αμινοξέων τους και αυτές οι παρόμοιες περιοχές πιστεύεται ότι εμπλέκονται στη δέσμευση του κλώνου DNA ή RNA ή της δέσμευσης και της υδρόλυσης της τριφωσφορικής αδενοσίνης (ΑΤΡ).Αυτά τα κοινά μοτίβα αλληλουχίας έχουν βοηθήσει στην ταξινόμηση των ελικάσων σε πέντε μεγάλες οικογένειες.

Η λειτουργία μιας ελικάσης ποικίλλει ανάλογα με τη συγκεκριμένη δομή και την τεχνική της για ξετυλίγματα.Μερικοί είναι ενεργοί, χρησιμοποιώντας ATP για να χαλαρώσουν τα σκέλη, ενώ άλλα είναι παθητικά και δεν απαιτούν ενέργεια για να λειτουργήσει.Δεδομένου ότι τα μόρια DNA και RNA συνδυάζονται και παραμένουν συνδεδεμένα μέσω δεσμών υδρογόνου, πολλές ελικάσες θα χρησιμοποιούν μόρια του ΑΤΡ για να σπάσουν ενεργά αυτούς τους δεσμούς.Αυτά τα ένζυμα θα έχουν μια θέση δέσμευσης ΑΤΡ που θα τους επιτρέψει να υδρολυθούν ATP για να κερδίσουν την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει τους δεσμούς υδρογόνου.Η διάσπαση του ΑΤΡ συχνά θα ωθήσει το ένζυμο κάτω από τον κλώνο DNA ή RNA, καθιστώντας την κίνηση του μονή κατεύθυνση και επιτρέποντάς του να αποτρέψει τους πρόσφατα διαχωρισμένους κλώνους από ανασυνδυασμό.Αντ 'αυτού, συνδέονται με τους κλώνους DNA ή RNA και περιμένουν μέχρι οι τοπικές ενεργειακές διακυμάνσεις και η κίνηση να αλλάξουν μερικώς στρέφουν τα σκέλη χωριστά.Στη συνέχεια μετατοπίζουν και δεσμεύουν στο πρόσφατα διαμορφωμένο κενό, εμποδίζοντας τα σκέλη να επανέλθουν.Αυτός ο μηχανισμός είναι γενικά πιο αργός, καθώς εξαρτάται από την τύχη και τις τυχαίες κινήσεις για την εκτόξευση, και όχι από έναν άμεσο, ελεγχόμενο μηχανισμό.

Ορισμένα ένζυμα ελικάσης RNA θα χρησιμοποιήσουν έναν διαφορετικό μηχανισμό για τη δέσμευση και την εκτόξευση.Ενώ πολλές ελικάσες RNA δρουν με τρόπο παρόμοιο με την Helicase DNA, άλλοι θα δεσμεύονται με ένα μόνο λανθάνοντα τμήμα του RNA και θα απαιτήσουν επίσης δέσμευση ΑΤΡ.Αυτές οι ελικάσες δεν θα υδρολύουν στην ΑΤΡ ή θα αντλήσουν ενέργεια από αυτό, αλλά το ΑΤΡ είναι απαραίτητη για μια αλλαγή σχήματος που θα ενεργοποιήσει το ένζυμο.