- مميزات
- هيليكاز الحمض النووي
- هيليكاز RNA
- التصنيف
- SF1
- SF2
- SF3
- SF4
- SF5
- SF6
- بناء
- المميزات
- هيليكاز الحمض النووي
- هيليكاز RNA
- الأهمية الطبية
- متلازمة ويرنر
- متلازمة بلوم
- متلازمة روثموند طومسون
- المراجع
و هيليكاز يشير إلى مجموعة من الأنزيمات من نوع من البروتين حلمهي التي تعتبر مهمة جدا لجميع الكائنات الحية. وتسمى أيضًا البروتينات الحركية. تتحرك هذه خلال سيتوبلازم الخلية ، وتحول الطاقة الكيميائية إلى عمل ميكانيكي من خلال التحلل المائي ATP.
وتتمثل أهم وظيفة لها في كسر الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية للأحماض النووية ، مما يسمح بتكرارها. من المهم التأكيد على أن الهليكازات موجودة في كل مكان تقريبًا ، لأنها موجودة في الفيروسات والبكتيريا والكائنات حقيقية النواة.
الانزيمات المشاركة في تكاثر Escherichia coli. مأخوذة وتحرير من César Benito Jiménez ، عبر ويكيميديا كومنز.
تم اكتشاف أول هذه البروتينات أو الإنزيمات في عام 1976 في بكتيريا Escherichia coli. بعد عامين تم اكتشاف أول هليكاز في كائن حقيقي النواة ، في نباتات الزنبق.
حاليًا ، تم تمييز بروتينات الهليكس في جميع الممالك الطبيعية ، بما في ذلك الفيروسات ، مما يعني أنه تم إنشاء معرفة واسعة حول هذه الإنزيمات المتحللة للماء ووظائفها في الكائنات الحية ودورها الميكانيكي.
مميزات
Hellicases هي جزيئات بيولوجية أو طبيعية تعمل على تسريع التفاعلات الكيميائية (الإنزيمات). وهي تتميز بشكل أساسي بفصل معقدات الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) الكيميائية من خلال التحلل المائي.
تستخدم هذه الإنزيمات ATP لربط وإعادة تشكيل مجمعات أحماض ديوكسي ريبونوكلييك (DNA) والأحماض النووية الريبية (RNA).
هناك نوعان على الأقل من الهليكازات: DNA و RNA.
هيليكاز الحمض النووي
تعمل هليكازات الحمض النووي في تكرار الحمض النووي وتتميز بفصل الحمض النووي المزدوج الشريطة إلى خيوط مفردة.
هيليكاز RNA
تعمل هذه الإنزيمات في عمليات التمثيل الغذائي للحمض النووي الريبي (RNA) وفي التكاثر أو التكاثر أو التكوّن الحيوي للريبوسومات.
إن الهليكاز RNA هو أيضًا مفتاح في عملية الربط المسبق لـ RNA (mRNA) وبدء تخليق البروتين ، بعد نسخ الحمض النووي إلى RNA في نواة الخلية.
التصنيف
يمكن تمييز هذه الإنزيمات وفقًا لتسلسل تسلسل الأحماض الأمينية الخاصة بها إلى مجال الحمض الأميني الأساسي ATPase ، أو عن طريق نماذج التسلسل المشتركة. وفقًا للتصنيف ، يتم تجميع هذه العائلات في 6 عائلات فائقة (SF 1-6):
SF1
تحتوي إنزيمات هذه العائلة الفائقة على قطبية إزفاء 3′-5 أو 5′-3 ولا تشكل هياكل حلقية.
SF2
تُعرف باسم المجموعة الأوسع من الهليكوبتر وتتكون أساسًا من هليكازات RNA. لديهم قطبية إزفاء بشكل عام 3′-5 مع استثناءات قليلة جدًا.
لديهم تسعة أشكال (من الزخارف الإنجليزية ، والتي تترجم إلى "عناصر متكررة") من متواليات الأحماض الأمينية المحفوظة للغاية ، ومثل SF1 ، لا تشكل هياكل حلقات.
SF3
وهي عبارة عن مروحيات مميزة للفيروسات ولها قطبية إزفاء فريدة تبلغ 3′-5 ′. لديهم فقط أربعة أشكال متسلسلة محفوظة للغاية وتشكل هياكل أو حلقات حلقة.
SF4
تم وصفهم لأول مرة في البكتيريا والعاثيات. هم مجموعة من طائرات الهليكوبتر المكررة أو التكرارية.
لديهم قطبية نقل فريدة من 5′-3 ، ولديهم خمسة أشكال متسلسلة محفوظة للغاية. تتميز هذه الهليكازات بتشكيل حلقات.
SF5
وهي بروتينات من نوع عامل Rho. هليكازات عائلة SF5 الفائقة هي سمة من سمات الكائنات بدائية النواة وتعتمد على ATP السداسي. يُعتقد أنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بـ SF4 ؛ بالإضافة إلى ذلك ، لديهم أشكال حلقية وغير حلقية.
SF6
إنها بروتينات مرتبطة على ما يبدو بعائلة SF3 الفائقة ؛ ومع ذلك ، فإن SF6s تقدم مجالًا من بروتينات ATPase المرتبطة بأنشطة خلوية مختلفة (بروتينات AAA) غير موجودة في SF3.
بناء
من الناحية الهيكلية ، تحتوي جميع الهليكازات على أشكال متسلسلة محفوظة للغاية في الجزء الأمامي من هيكلها الأساسي. يحتوي جزء من الجزيء على ترتيب خاص للأحماض الأمينية يعتمد على الوظيفة المحددة لكل هليكاز.
أكثر الطائرات التي تمت دراستها من الناحية الهيكلية هي تلك الموجودة في عائلة SF1. من المعروف أن هذه البروتينات تتجمع في مجالين مشابهين جدًا لبروتينات RecA متعددة الوظائف ، وتشكل هذه المجالات جيب ربط ATP بينهما.
يمكن أن تحتوي المناطق غير المحفوظة على مجالات محددة مثل نوع التعرف على الحمض النووي ومجال توطين الخلايا والبروتين البروتين.
التركيب البلوري لمجمع eIF4A-PDCD4. EIF4A1 dimer لوحدة Helicase الفرعية ، المرتبطة بـ PDCD4 (سماوي). مأخوذة وتحرير من: AyacopPlease flattr this، from Wikimedia Commons.
المميزات
هيليكاز الحمض النووي
تعتمد وظائف هذه البروتينات على مجموعة متنوعة مهمة من العوامل ، من بينها الإجهاد البيئي ونسب الخلية والخلفية الجينية ومراحل دورة الخلية.
من المعروف أن هليكازات SF1 DNA تؤدي أدوارًا محددة في إصلاح الحمض النووي وتكراره ونقله وإعادة تركيبه.
يفصلون خيوط الحلزون المزدوج للحمض النووي ويشاركون في صيانة التيلومير وإصلاح كسر الخيط المزدوج وإزالة البروتينات المرتبطة بالحمض النووي.
هيليكاز RNA
كما ذكرنا سابقًا ، تعتبر هليكازات الحمض النووي الريبي أمرًا حيويًا في الغالبية العظمى من عمليات التمثيل الغذائي للـ RNA ، ومن المعروف أيضًا أن هذه البروتينات تشارك في اكتشاف الحمض النووي الريبي الفيروسي.
بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تعمل في الاستجابة المناعية المضادة للفيروسات ، لأنها تكتشف الحمض النووي الريبي الغريب أو الأجنبي (في الفقاريات).
الأهمية الطبية
تساعد Hellicases الخلايا على التغلب على الإجهاد الداخلي والخارجي ، مما يمنع عدم استقرار الكروموسومات ويحافظ على التوازن الخلوي.
يرتبط فشل هذا النظام أو التوازن الاستتبابي بالطفرات الجينية التي تتضمن الجينات التي تكوّد بروتينات من نوع هيليكاز. لهذا السبب هم موضوع الدراسات الطبية الحيوية والجينية.
فيما يلي نذكر بعض الأمراض المتعلقة بالطفرات في الجينات التي تشفر الحمض النووي كبروتينات من نوع هيليكاز:
متلازمة ويرنر
إنه مرض وراثي ناتج عن طفرة في جين يسمى WRN ، والذي يشفر الهليكاز. لا تعمل الهليكاز المتحولة بشكل صحيح وتسبب عددًا من الأمراض التي تشكل معًا متلازمة ويرنر.
السمة الرئيسية لمن يعانون من هذا المرض هي الشيخوخة المبكرة. لكي يظهر المرض ، يجب أن يرث الجين الطافر من كلا الوالدين ؛ معدل حدوثه منخفض للغاية ولا يوجد علاج لشفائه.
متلازمة بلوم
متلازمة بلوم هي مرض وراثي ناتج عن طفرة في جين وراثي يسمى BLM يشفر بروتين هيليكس. يحدث فقط للأفراد متماثلي اللواقح لتلك الشخصية (المتنحية).
السمة الرئيسية لهذا المرض النادر هي فرط الحساسية لأشعة الشمس التي تسبب آفات جلدية للطفح الجلدي الأحمر. لا يوجد علاج حتى الآن.
متلازمة روثموند طومسون
ومن المعروف أيضًا باسم تبكل الجلد الضموري الخلقي. إنه علم أمراض من أصل وراثي نادر جدًا: حتى الآن هناك أقل من 300 حالة موصوفة في العالم.
وهو ناتج عن طفرة في جين RECQ4 ، وهو جين وراثي جسمي متنحي موجود في الكروموسوم 8.
تشمل أعراض أو حالات هذه المتلازمة إعتام عدسة العين عند الأطفال ، وتشوهات في نظام الهيكل العظمي ، وإزالة التصبغ ، وتوسع الشعيرات الدموية ، وضمور الجلد (تبكل الجلد). في بعض الحالات ، قد يحدث فرط نشاط الغدة الدرقية ونقص في إنتاج هرمون التستوستيرون.
المراجع
- آر إم بروش (2013). هيليكازات DNA تشارك في إصلاح الحمض النووي ودورها في السرطان. مراجعات الطبيعة للسرطان.
- هيليكاس. تعافى من nature.com.
- هيليكاس. تعافى من en.wikipedia.org.
- A. Juárez، LP Islas، AM Rivera، SE Tellez، MA Duran (2011). متلازمة روثموند-طومسون (تبكل جلدي ضامر خلقي) في المرأة الحامل. عيادة وبحوث في أمراض النساء والتوليد.
- راني دينار كويتي ، أيه كيه بيرد ، س. أراتوثودييل (2013). هيكل وآليات SF1 DNA Helicases. التقدم في الطب التجريبي وعلم الأحياء.
- متلازمة بلوم. تعافى من Medicina.ufm.edu.
- سينجلتون ، إم إس ديلينجهام ، دي بي ويجلي (2007). هيكل وآلية هيليكازات وشفرات الأحماض النووية. المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية.