O que é um Helicase?
A helicase é uma enzima que descompacta as cadeias unidas de ácido desoxirribonucleico (DNA) ou ácido ribonucleico (RNA). Geralmente, ele se move em uma direção por uma molécula de DNA de fita dupla ou molécula de RNA auto-ligada, rompendo as ligações de hidrogênio entre os pares de bases de nucleotídeos complementares. As enzimas helicase são importantes para os processos celulares de replicação e reparo de DNA, transcrição de DNA para RNA, tradução de proteínas e criação de ribossomos.
Existem muitos tipos diferentes de enzimas helicase, incluindo 24 helicases diferentes no corpo humano. Cada um tem uma estrutura e método de operação ligeiramente diferentes. Alguns funcionam como monômeros, ou enzimas de unidade única, enquanto outros formam dímeros ou mesmo hexâmeros, combinando várias subunidades de proteínas para uma função ideal. Todas as helicases compartilham pelo menos algum grau de similaridade em sua sequência de aminoácidos, e acredita-se que essas áreas semelhantes estejam envolvidas na ligação da fita de DNA ou RNA ou na ligação e hidrólise do trifosfato de adenosina (ATP). Esses motivos comuns de sequência ajudaram na classificação das helicases em cinco famílias principais.
A função de uma helicase varia dependendo de sua estrutura e técnica específica para desenrolar. Alguns são ativos, utilizando ATP para desenrolar os fios, enquanto outros são passivos e não precisam de energia para funcionar. Como as moléculas de DNA e RNA se combinam e permanecem conectadas através de ligações de hidrogênio, muitas helicases usarão moléculas de ATP para romper ativamente essas ligações. Essas enzimas terão um local de ligação ao ATP que lhes permitirá hidrolisar o ATP para obter a energia necessária para quebrar as ligações de hidrogênio. A quebra do ATP geralmente impulsiona a enzima para baixo do DNA ou RNA, tornando seu movimento unidirecional e permitindo que ele evite a recombinação dos recém-separados.
Outras enzimas helicase não usam métodos energéticos ativos para separar os pares de bases nucleotídicas. Em vez disso, eles se ligam aos filamentos de DNA ou RNA e esperam até que as flutuações energéticas locais e as mudanças de movimento separem parcialmente os filamentos. Eles então translocam e se ligam no espaço recém-formado, impedindo que os fios se juntem novamente. Esse mecanismo geralmente é mais lento, pois depende do acaso e de movimentos aleatórios para desenrolar, em vez de um mecanismo direto e controlado.
Algumas enzimas do RNA helicase usarão um mecanismo diferente para ligação e desenrolamento. Enquanto muitas RNA helicases agem de maneira semelhante à DNA helicase, outras se ligam a um segmento de RNA simples e também requerem ligação ATP. Essas helicases, na verdade, não hidrolisam o ATP ou derivam energia dele, mas o ATP é necessário para uma mudança na forma que ativará a enzima.