Co to jest helikaza?

Helikaza jest enzymem, który rozpakowy łączył nici kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA) lub kwasu rybonukleinowego (RNA).Zwykle porusza się w jednym kierunku w dół dwuniciowej cząsteczki DNA lub samowystarczalnej cząsteczki RNA, rozkładając wiązania wodorowe między komplementarnymi parami zasad nukleotydów.Enzymy helikazy są ważne dla procesów komórkowych replikacji i naprawy DNA, transkrypcji DNA na RNA, translacji białka i tworzenia rybosomów.

Istnieje wiele różnych rodzajów enzymów helikazy, w tym 24 różne helikazy w ludzkim ciele.Każda z nich ma nieco inną strukturę i metodę działania.Niektóre działają jako monomery lub enzymy jednorazowe, podczas gdy inne tworzą dimery, a nawet heksamery, łącząc wiele podjednostek białkowych dla optymalnej funkcji.Wszystkie helikazy mają co najmniej pewien stopień podobieństwa w sekwencji aminokwasowej i uważa się, że te podobne obszary są zaangażowane w wiązanie DNA lub nici RNA lub wiązanie i hydrolizę trifosforanu adenozyny (ATP).Te wspólne motywy sekwencji pomogły w klasyfikacji helikazy na pięć głównych rodzin.

Funkcja helikazy różni się w zależności od jej specyficznej struktury i techniki odwijania.Niektóre są aktywne, wykorzystują ATP do relaksu w pasmach, podczas gdy inne są pasywne i nie wymagają energii do funkcjonowania.Ponieważ cząsteczki DNA i RNA łączą się i pozostają połączone za pomocą wiązań wodorowych, wiele helikaz wykorzysta cząsteczki ATP do aktywnego rozbicia tych wiązań.Enzymy te będą miały miejsce wiązania ATP, które umożliwi im hydrolizowanie ATP w celu uzyskania energii potrzebnej do przerwania wiązań wodorowych.Podział ATP często napędza enzym w dół DNA lub nici RNA, czyniąc jego ruch jednokierunkowy i pozwalając mu zapobiec niedawno oddzielonym niciom od rekombinacji.

Inne enzymy helikazy nie stosują aktywnych metod energetycznych w celu oddzielenia pary zasad nukleotydowych.Zamiast tego przyczepiają się do nici DNA lub RNA i czekają, aż lokalne fluktuacje energetyczne i ruchy ruchowe częściowo odrzucają pasma.Następnie przemieszczają się i wiążą się w nowo uformowanej szczelinie, uniemożliwiając ponowne dołączenie pasm.Mechanizm ten jest ogólnie wolniejszy, ponieważ zależy od szansy i losowych ruchów w celu odwijania, a nie bezpośredniego, kontrolowanego mechanizmu.

Niektóre enzymy helikazy RNA wykorzystają inny mechanizm wiązania i odwijania.Podczas gdy wiele helikazy RNA działa w sposób podobny do helikazy DNA, inne wiążą się z pojedynczym dotkniętym segmentem RNA i będą również wymagały wiązania ATP.Te helikazy tak naprawdę nie hydrolizują ATP ani nie wywodzą z niego energii, ale ATP jest niezbędny dla zmiany kształtu, który aktywuje enzym.