Hva er en Deoxyribonuclease?

Deoxyribonuclease er et enzym som spalter DNA og er også kjent som DNase. Det er involvert i reparasjon av skadet DNA, og brukes klinisk for å behandle cystisk fibrose. Bakterielle deoksyribonukleaser har vært medvirkende til å etablere teknikkene for genteknologi.

Det finnes forskjellige typer deoksyribonukleaser, men de har alle felles spaltningen av fosfatbindingen til basene som utgjør DNA-ryggraden. Exodeoxyribonucleases spalter DNA fra enden av kjeden av baser som utgjør et DNA-molekyl og beveger seg innover. Disse virker på enkeltstrenget DNA og er uspesifikke. Endonukleaser spalter DNA i kjeden. Noen er veldig spesifikke og krever visse basesekvenser for å handle, mens andre ikke diskriminerer og vil klyve hvor som helst.

Mennesker produserer to forskjellige typer deoxyribonuclease som er endonukleaser. Deoxyribonuclease I og II er forskjellige i produktene de produserer og pH-verdien der de er aktive. Deoxyribonuclease II kan være involvert i programmert celledød, eller målrettet død av celler.

Den primære funksjonen til deoksyribonuklease i høyere organismer, og en hovedfunksjon i alle organismer, er i DNA-reparasjon. DNA kan bli skadet gjennom en rekke mekanismer, og det er en reparasjonsvei som innebærer å skjære ut det skadede DNA. En endonuklease gjenkjenner det skadede DNAet og spalter det på hver side der skaden er gjort. Da fjerner en exodeoxyribonuclease det skadede DNA, og etterlater et gap. Dette gapet fylles ut av en DNA-polymerase, eller et enzym som syntetiserer DNA.

DNA-reparasjon skjer også etter hvert som DNA er laget. Hvis det oppdages en feil, vil den bli fikset av en DNA-polymerase som har eksodeoksyribonuklaseaktivitet. Den vil spalte den feil basen, slik at den riktige kan settes inn.

Human deoxyribonuclease har kliniske anvendelser. Personer som lider av cystisk fibrose har hvite blodlegemer fulle av DNA som samler seg i slimet. Human rekombinant deoksyribonuklease I gis i aerosolform til slike pasienter. Det nedbryter DNA og hjelper til med å tømme slimet fra lungene. Denne behandlingen ble godkjent i 1993 i USA.

Deoksyribonukleaser er av stor nytte som restriksjonsenzymer . Noen av endonukleasene klyves bare ved spesifikke basesett. De kan brukes til å bryte ned DNA, og produsere fragmenter som kan skilles ved gelelektroforese for å produsere spesifikke mønstre. Hos mennesker, hvis regioner av DNA brukes som er veldig varierende, kan fordøyelsene gi mønstre som er unike, som fingeravtrykk. Slik fingeravtrykk har vært svært nyttig for farskapstesting og rettsmedisinske arbeider.

Bakterielle deoksyribonukleaser bryter ned DNAet fra invaderende organismer, for eksempel virus. De har en tendens til å målrette veldig spesifikke mål på DNA. Oppdagelsen av disse restriksjonsenzymene bidro til å starte bioteknologirevolusjonen. Spesifisiteten av spaltningen har gjort det mulig for forskere å bruke disse enzymene i gentekniske eksperimenter.