Hvad er en Deoxyribonuclease?
Deoxyribonuclease er et enzym, der spalter DNA og er også kendt som DNase. Det er involveret i reparation af beskadiget DNA og bruges klinisk til behandling af cystisk fibrose. Bakterielle deoxyribonucleaser har været medvirkende til at etablere teknikkerne til genteknologi.
Der er forskellige typer deoxyribonucleaser, men de har alle fælles spaltningen af phosphatbindingen i de baser, der udgør DNA-rygraden. Exodeoxyribonucleaser spalter DNA fra enden af basiskæden , der udgør et DNA-molekyle og bevæger sig indad. Disse virker på enkeltstrenget DNA og er ikke-specifikke. Endonukleaser spalter DNA i kæden. Nogle er meget specifikke og kræver visse basesekvenser for at handle, mens andre ikke diskriminerer og vil spalte sig overalt.
Mennesker producerer to forskellige typer deoxyribonuclease, der er endonukleaser. Deoxyribonuclease I og II adskiller sig i de produkter, de producerer, og pH, ved hvilken de er aktive. Deoxyribonuclease II kan være involveret i programmeret celledød eller den målrettede død af celler.
Deoxyribonuclease's primære funktion i højere organismer og en vigtig funktion i alle organismer er ved DNA-reparation. DNA kan beskadiges gennem en række forskellige mekanismer, og der er en reparationsvej, der involverer excitation af det beskadigede DNA. En endonuklease genkender det beskadigede DNA og spalter det på hver side, hvor skaden er blevet udført. Derefter fjerner en exodeoxyribonuclease det beskadigede DNA og efterlader et hul. Dette hul er udfyldt af en DNA-polymerase eller et enzym, der syntetiserer DNA.
DNA-reparation finder også sted, efterhånden som DNA fremstilles. Hvis der opdages en fejl, løses den af en DNA-polymerase, der har exodeoxyribonuclase-aktivitet. Det spalter den forkerte base, så den korrekte kan indsættes.
Human deoxyribonuclease har kliniske anvendelser. Mennesker, der lider af cystisk fibrose, har hvide blodlegemer fulde af DNA, der ophobes i deres slim. Human rekombinant deoxyribonuclease I gives i en aerosolform til sådanne patienter. Det nedbryder DNA'et og hjælper med at fjerne slimet fra lungerne. Denne behandling blev godkendt i 1993 i USA.
Deoxyribonucleaser er meget anvendelige som restriktionsenzymer . Nogle af endonukleaserne kløves kun ved specifikke sæt baser. De kan bruges til at nedbryde DNA, hvilket producerer fragmenter, der kan adskilles ved gelelektroforese for at producere specifikke mønstre. Hvis mennesker anvendes af regioner af DNA, der er meget varierende, kan fordøjelserne give mønstre, der er unikke, ligesom fingeraftryk. Sådan fingeraftryk har været meget nyttig til faderskabstestning og retsmedicinsk arbejde.
Bakterielle deoxyribonucleaser nedbryder DNA'et fra invaderende organismer, såsom vira. De har en tendens til at målrette meget specifikke mål på DNA'et. Opdagelsen af disse restriktionsenzymer hjalp med at starte bioteknologirevolutionen. Spaltningens specificitet har gjort det muligt for forskere at bruge disse enzymer i genteknologiske eksperimenter.