Helicase là gì?

Một helicase là một enzyme giải nén các chuỗi axit deoxyribonucleic (DNA) hoặc axit ribonucleic (RNA).Nó thường di chuyển theo một hướng xuống một phân tử DNA sợi đôi hoặc phân tử RNA tự gắn, phá vỡ các liên kết hydro giữa các cặp bazơ nucleotide bổ sung.Các enzyme helicase rất quan trọng đối với các quá trình tế bào của sao chép và sửa chữa DNA, phiên mã DNA sang RNA, dịch protein và tạo ra ribosome. Có nhiều loại enzyme helicase khác nhau, bao gồm 24 helicase khác nhau trong cơ thể con người.Mỗi người có một cấu trúc và phương pháp hoạt động hơi khác nhau.Một số hoạt động như các monome, hoặc các enzyme đơn vị, trong khi những người khác tạo thành các bộ điều chỉnh hoặc thậm chí hexamers, kết hợp nhiều tiểu đơn vị protein cho chức năng tối ưu.Tất cả các helicase chia sẻ ít nhất một số mức độ tương tự trong trình tự axit amin của chúng, và các khu vực tương tự này được cho là có liên quan đến sự liên kết của chuỗi DNA hoặc RNA hoặc liên kết và thủy phân adenosine triphosphate (ATP).Các họa tiết trình tự phổ biến này đã hỗ trợ phân loại helicase thành năm họ chính.

Chức năng của một helicase thay đổi tùy thuộc vào cấu trúc và kỹ thuật cụ thể của nó để tháo gỡ.Một số hoạt động, sử dụng ATP để thư giãn các sợi, trong khi những người khác bị động và không yêu cầu năng lượng để hoạt động.Vì các phân tử DNA và RNA kết hợp và duy trì kết nối thông qua các liên kết hydro, nhiều helicase sẽ sử dụng các phân tử ATP để tích cực phá vỡ các liên kết này.Các enzyme này sẽ có một vị trí liên kết ATP cho phép chúng thủy phân ATP để có được năng lượng cần thiết để phá vỡ các liên kết hydro.Sự phân hủy của ATP thường sẽ đẩy enzyme xuống chuỗi DNA hoặc RNA, làm cho chuyển động của nó một chiều và cho phép nó ngăn chặn các chuỗi được phân tách gần đây tái tổ hợp.Thay vào đó, chúng gắn vào các chuỗi DNA hoặc RNA và đợi cho đến khi các biến động và chuyển động năng lượng cục bộ thay đổi một phần xoắn các sợi.Sau đó, họ chuyển vị và liên kết trong khoảng cách mới được hình thành, ngăn chặn các sợi nối lại.Cơ chế này thường chậm hơn, vì nó phụ thuộc vào cơ hội và chuyển động ngẫu nhiên để tháo gỡ, thay vì cơ chế được kiểm soát trực tiếp.Mặc dù nhiều helicase RNA hoạt động theo cách tương tự như DNA helicase, những người khác sẽ liên kết với một đoạn RNA bị mắc kẹt và cũng sẽ yêu cầu liên kết ATP.Những helicase này sẽ không thực sự thủy phân ATP hoặc năng lượng xuất phát từ nó, nhưng ATP là cần thiết cho sự thay đổi hình dạng sẽ kích hoạt enzyme.