Wat is een desoxyribonuclease?
Deoxyribonuclease is een enzym dat DNA splitst en staat ook bekend als DNase. Het is betrokken bij het herstel van beschadigd DNA en wordt klinisch gebruikt om cystische fibrose te behandelen. Bacteriële deoxyribonucleasen zijn instrumenteel geweest bij het vaststellen van de technieken van genetische manipulatie.
Er zijn verschillende soorten desoxyribonucleasen, maar ze hebben allemaal gemeen met de splitsing van de fosfaatbinding van de basen waaruit het DNA-skelet bestaat. Exodeoxyribonucleasen splitsen DNA van het einde van de keten van basen waaruit een DNA-molecuul bestaat en reizen naar binnen. Deze werken op enkelstrengs DNA en zijn niet-specifiek. Endonucleasen splitsen DNA in de keten. Sommige zijn zeer specifiek en vereisen bepaalde basesequenties om te werken, terwijl anderen niet discrimineren en overal zullen splijten.
Mensen produceren twee verschillende soorten desoxyribonuclease die endonucleasen zijn. Deoxyribonuclease I en II verschillen in de producten die ze produceren en de pH waarbij ze actief zijn. Deoxyribonuclease II kan betrokken zijn bij geprogrammeerde celdood of de gerichte dood van cellen.
De primaire functie van deoxyribonuclease in hogere organismen, en een belangrijke functie in alle organismen, is DNA-reparatie. DNA kan via verschillende mechanismen worden beschadigd en er is een herstelroute waarbij het beschadigde DNA wordt weggesneden. Een endonuclease herkent het beschadigde DNA en splitst het aan beide kanten waar de schade is aangericht. Vervolgens verwijdert een exodeoxyribonuclease het beschadigde DNA, waardoor een opening overblijft. Deze kloof wordt opgevuld door een DNA-polymerase of een enzym dat DNA synthetiseert.
DNA-reparatie vindt ook plaats terwijl het DNA wordt gemaakt. Als een fout wordt gedetecteerd, wordt deze opgelost door een DNA-polymerase met exodeoxyribonuclaseactiviteit. Het splitst de verkeerde basis, zodat de juiste kan worden ingevoegd.
Humane desoxyribonuclease heeft klinische toepassingen. Mensen die lijden aan taaislijmziekte hebben witte bloedcellen vol DNA die zich ophopen in hun slijm. Humaan recombinant deoxyribonuclease I wordt in een aerosolvorm aan dergelijke patiënten gegeven. Het degradeert het DNA en helpt het slijm uit de longen te verwijderen. Deze behandeling werd in 1993 in de Verenigde Staten goedgekeurd.
Deoxyribonucleasen zijn van groot nut als restrictie-enzymen . Sommige van de endonucleasen splitsen alleen op specifieke sets basen. Ze kunnen worden gebruikt om DNA af te breken, waarbij fragmenten worden geproduceerd die door gelelektroforese kunnen worden gescheiden om specifieke patronen te produceren. Bij mensen, als DNA-gebieden worden gebruikt die zeer variabel zijn, kunnen de spijsvertering patronen geven die uniek zijn, zoals vingerafdrukken. Dergelijke vingerafdrukken zijn zeer nuttig geweest voor vaderschapstests en forensisch werk.
Bacteriële deoxyribonucleasen breken het DNA af van binnendringende organismen, zoals virussen. Ze hebben de neiging zich te richten op zeer specifieke doelen op het DNA. De ontdekking van deze restrictie-enzymen hielp de biotechnologische revolutie te starten. De specificiteit van de splitsing heeft onderzoekers in staat gesteld deze enzymen te gebruiken in experimenten met genetische manipulatie.