Wat is een helicase?

Een helicase is een enzym dat openbaarmelden bij strengen van deoxyribonucleïnezuur (DNA) of ribonucleïnezuur (RNA) (RNA) (RNA) (RNA).Het beweegt meestal in één richting langs een dubbelstrengs DNA-molecuul of zelfgebonden RNA-molecuul, waardoor de waterstofbruggen tussen de complementaire nucleotide-basenparen worden verbroken.Helicase -enzymen zijn belangrijk voor de cellulaire processen van DNA -replicatie en reparatie, transcriptie van DNA naar RNA, eiwittranslatie en het creëren van ribosomen.

Er zijn veel verschillende soorten helicase -enzymen, waaronder 24 verschillende helicasen in het menselijk lichaam.Elk heeft een iets andere structuur en werkingsmethode.Sommigen werken als monomeren, of enzymen met één eenheid, terwijl andere dimeren of zelfs hexameren vormen, die meerdere eiwitsubeenheden combineren voor een optimale functie.Alle helicasen delen ten minste enige mate van gelijkenis in hun aminozuursequentie, en deze soortgelijke gebieden worden verondersteld betrokken te zijn bij de binding van het DNA- of RNA -streng of de binding en hydrolyse van adenosine trifosfaat (ATP).Deze gemeenschappelijke sequentiemotieven hebben geholpen bij de classificatie van helicases in vijf grote families.

De functie van een helicase varieert afhankelijk van de specifieke structuur en techniek voor afwikkeling.Sommige zijn actief en gebruiken ATP om de strengen af te wikkelen, terwijl anderen passief zijn en geen energie vereisen om te functioneren.Aangezien DNA- en RNA -moleculen combineren en verbonden blijven door waterstofbruggen, zullen veel helicasen moleculen van ATP gebruiken om deze bindingen actief te verbreken.Deze enzymen hebben een ATP -bindingsplaats waarmee ze ATP kunnen hydrolyseren om de energie te verkrijgen die nodig is om de waterstofbruggen te breken.De afbraak van ATP zal het enzym vaak door het DNA- of RNA -streng voortstuwen, waardoor de beweging ervan unidirectioneel is en kan voorkomen dat de recent gescheiden strengen recombineren.

Andere helicase -enzymen gebruiken geen actieve energetische methoden om de nucleotidebaseparen te scheiden.In plaats daarvan hechten ze zich aan de DNA- of RNA -strengen en wachten tot lokale energetische schommelingen en beweging verandert de strengen gedeeltelijk uit elkaar.Vervolgens transloceren en binden ze in de nieuw gevormde kloof, waardoor de strengen zich weer aansluiten.Dit mechanisme is over het algemeen langzamer, omdat het afhankelijk is van kans en willekeurige bewegingen voor het afwikkelen, in plaats van een direct, gecontroleerd mechanisme.

Sommige RNA -helicase -enzymen zullen een ander mechanisme gebruiken voor bindend en afwikkeling.Hoewel veel RNA -helicasen werken op een manier vergelijkbaar met DNA -helicase, zullen anderen binden met een enkel gestrand segment van RNA en zullen ook ATP -binding vereisen.Deze helicasen zullen de ATP niet daadwerkelijk hydrolyseren of energie afleiden, maar de ATP is noodzakelijk voor een verandering in vorm die het enzym zal activeren.