Co to jest dezoksyrybonukleaza?
Deoksyrybonukleaza jest enzymem, który rozszczepia DNA i jest również znana jako DNaza. Bierze udział w naprawie uszkodzonego DNA i jest stosowany klinicznie w leczeniu mukowiscydozy. Bakteryjne dezoksyrybonukleazy odgrywają kluczową rolę w ustanawianiu technik inżynierii genetycznej.
Istnieją różne typy dezoksyrybonukleaz, ale wszystkie one mają wspólne rozszczepienie wiązania fosforanowego zasad, które tworzą szkielet DNA. Egzodeoksyrybonukleazy rozszczepiają DNA z końca łańcucha zasad, które tworzą cząsteczkę DNA i przemieszczają się do wewnątrz. Działają one na jednoniciowy DNA i są niespecyficzne. Endonukleazy rozszczepiają DNA w łańcuchu. Niektóre są bardzo specyficzne i wymagają pewnych sekwencji zasad do działania, podczas gdy inne nie dyskryminują i nigdzie się nie rozszczepią.
Ludzie wytwarzają dwa różne typy dezoksyrybonukleazy, które są endonukleazami. Deoksyrybonukleaza I i II różnią się wytwarzanymi produktami i pH, w którym są aktywne. Deoksyrybonukleaza II może być zaangażowana w programowaną śmierć komórki lub celowaną śmierć komórek.
Podstawową funkcją dezoksyrybonukleazy w wyższych organizmach i główną funkcją wszystkich organizmów jest naprawa DNA. DNA można uszkodzić za pomocą różnych mechanizmów, a istnieje ścieżka naprawy, która polega na wycięciu uszkodzonego DNA. Endonukleaza rozpoznaje uszkodzone DNA i rozcina je po obu stronach, w których nastąpiło uszkodzenie. Następnie egzodeoksyrybonukleaza usuwa uszkodzone DNA, pozostawiając szczelinę. Ta luka jest wypełniana przez polimerazę DNA lub enzym, który syntetyzuje DNA.
Naprawa DNA ma również miejsce, gdy DNA jest wytwarzane. Jeśli zostanie wykryty błąd, zostanie on naprawiony przez polimerazę DNA, która ma aktywność egzodeoksyrybonukleazy. Usunie niewłaściwą podstawę, aby można było wstawić poprawną.
Ludzka dezoksyrybonukleaza ma zastosowania kliniczne. Ludzie cierpiący na mukowiscydozę mają białe krwinki pełne DNA gromadzące się w śluzie. Zrekombinowaną ludzką dezoksyrybonukleazę I podaje się takim pacjentom w postaci aerozolu. Degraduje DNA i pomaga usunąć śluz z płuc. To leczenie zostało zatwierdzone w 1993 roku w Stanach Zjednoczonych.
Deoksyrybonukleazy są bardzo przydatne jako enzymy restrykcyjne . Niektóre endonukleazy rozszczepiają się tylko w określonych zestawach zasad. Można ich użyć do rozbicia DNA, tworząc fragmenty, które można rozdzielić za pomocą elektroforezy żelowej w celu uzyskania określonych wzorów. U ludzi, jeśli stosuje się regiony DNA, które są bardzo zmienne, trawienie może dać unikalne wzory, takie jak odciski palców. Takie odciski palców były bardzo przydatne w testach na ojcostwo i pracach kryminalistycznych.
Bakteryjne dezoksyrybonukleazy rozkładają DNA organizmów atakujących, takich jak wirusy. Mają tendencję do celowania w bardzo specyficzne cele w DNA. Odkrycie tych enzymów restrykcyjnych pomogło rozpocząć rewolucję biotechnologiczną. Specyfika cięcia umożliwiła naukowcom wykorzystanie tych enzymów w eksperymentach inżynierii genetycznej.