Les endonucleases són enzims que degraden l'ADN i l'ARN sense trencar-los completament. El grup d’endonucleases inclou diverses enzims, cadascun dels quals és específic per a substrats i accions.
Què és una endonucleasa?
Les endonucleases són diverses enzims que no són exclusius dels humans, sinó que es troben en tots els éssers vius. Pertanyen al grup superordinat de nucleases. Les endonucleases degraden l'ADN o l'ARN sense trencar-les completament. ADN o àcid desoxiribonucleic és una estructura complexa de sucre molècules (desoxirribosa) i àcids nucleics. Per processar l’ADN, les endonucleases trenquen l’enllaç fosfodièster entre els blocs constructius individuals. L’enllaç fosfodièster manté l’ADN i l’ARN units a la columna vertebral. Els nucleòtids de l’ADN i l’ARN tenen un àcid fosfòric residu. Es troba a la sucre, la columna vertebral de la qual forma un anell. Aquest anell té cinc carboni àtoms; entre d'altres, un grup OH, és a dir, un compost d'un oxigen I a hidrogen àtom, es troba a carboni àtom C5. El carboni l'àtom C5 i el grup OH formen un ester of àcid fosfòric. aquest àcid fosfòric el residu obté un segon ester enllaç, que consisteix en l’àtom de carboni C3 i el grup OH corresponent. L'enllaç resultant representa un enllaç fosfodièster 3'-5 '.
Funció, acció i rols
Les endonucleases contribueixen al processament de l'ADN i l'ARN. El àcids nucleics l’adenina, la timina, la guanina i la citosina formen el codi genètic, que no només transmet informació a la següent generació durant l’herència, sinó que també controla el metabolisme cel·lular. La seqüència dels diversos àcids nucleics als codis d'ADN l'ordre en què altres enzims, coneguts com ribosomes - cadena aminoàcids junts. Tots proteïnes estan formades per aquestes cadenes; en conseqüència, la seqüència de aminoàcids en una proteïna depèn de la seqüència d’àcids nucleics de l’ADN, que al seu torn determina la forma i la funció de la proteïna. La biologia es refereix a la traducció del codi genètic a cadenes d’aminoàcids com a traducció. La traducció té lloc a les cèl·lules del cos humà fora del nucli cel·lular, però l’ADN es troba exclusivament dins del nucli cel·lular. Per tant, la cèl·lula ha de fer una còpia de l’ADN. El sucre la molècula que s’utilitza a la còpia no és la desoxiribosa, però sí ribosa. Per tant, és un ARN. En biologia, la producció d'ARN també s'anomena transcripció i requereix endonucleases. En el transcurs de la traducció, diversos enzims han d’estendre la cadena de nucleòtids. La divisió parcial per endonucleases també ho fa possible. Les endonucleases també tenen la mateixa funció en la replicació, quan es requereix una còpia de l'ADN com a part de la divisió cel·lular.
Formació, aparició, propietats i nivells òptims
Les endonucleases, com tots els enzims, ho són proteïnes compost per cadenes de aminoàcids. Tot amino àcids tenen la mateixa estructura bàsica: consisteixen en un àtom central de carboni al qual formen un grup amino, un grup carboxil, un sol hidrogen s’uneixen un àtom, un àtom de carboni α i un grup residual. El residu és característic de cada aminoàcid i determina quin interaccions es pot formar amb altres amino àcids i altres substàncies. L’estructura unidimensional dels enzims en forma de cadena d’aminoàcids també s’anomena estructura primària en biologia. Els plegaments es produeixen dins de la cadena; altres enzims catalitzen aquest procés. L'ordre espacial està estabilitzat per hidrogen enllaços que es formen entre els blocs de construcció individuals. Aquesta estructura secundària pot aparèixer tant com a hèlix α com a β-fold. L’estructura secundària de la proteïna es plega més i adopta formes més complexes. Aquí, el interaccions entre els diferents residus d’aminoàcids tenen el paper crucial. A causa de les propietats bioquímiques dels residus respectius, finalment emergeix l’estructura terciària. Només en aquesta forma la proteïna té les seves propietats finals, que depenen en gran mesura de la seva forma espacial. En el cas d’un enzim, aquesta forma inclou el lloc actiu, on té lloc la reacció enzimàtica real. En el cas de les endonucleases, el lloc actiu reacciona amb l'ADN o l'ARN com a substrat.
Malalties i trastorns
Les endonucleases tenen un paper important en la reparació de l'ADN trencant les seves cadenes. La reparació és necessària quan, per exemple, l’ADN ha estat danyat per radiacions o substàncies químiques, fins i tot la llum ultraviolada pot tenir aquest efecte. Un augment dosi de la radiació UV-B resulta en l'acumulació de dímers de timina a la cadena d'ADN. Deformen l’ADN i posteriorment lead a alteracions en la duplicació de l'ADN: l'enzim que llegeix l'ADN durant la replicació no pot superar la deformació causada pels dímers de timina i, per tant, no pot continuar el seu treball. Les cèl·lules humanes tenen diversos mecanismes de reparació. La reparació d’escissió implica l’ús d’endonucleases. Una endonucleasa especialitzada és capaç de reconèixer els dímers de timina i altres danys. Talla la cadena d’ADN afectada dues vegades, tant abans com després del lloc defectuós. Tot i que això elimina el dímer, crea un buit en el codi. Un altre enzim, l’ADN polimerasa, ha d’omplir el buit. Com a comparació, es basa en la cadena d’ADN complementària i afegeix els parells de bases adequats fins que s’omple el buit i es restaura la cadena d’ADN danyada. Aquesta reparació no és rara, però es produeix moltes vegades al dia al cos. Es poden produir pertorbacions en el procés de reparació lead a diversos trastorns, per exemple el pell malaltia xeroderma pigmentosa. En aquesta malaltia, els individus afectats són excessivament sensibles a la llum solar perquè les cèl·lules no poden reparar els danys UV.
