Что такое дезоксирибонуклеаза?

Дезоксирибонуклеаза - это фермент, который расщепляет ДНК и также известен как ДНКаза. Он участвует в восстановлении поврежденной ДНК и используется клинически для лечения муковисцидоза. Бактериальные дезоксирибонуклеазы сыграли важную роль в создании методов генной инженерии.

Существуют различные типы дезоксирибонуклеаз, но все они имеют общее расщепление фосфатной связи оснований, которые составляют остов ДНК. Экзодезоксирибонуклеазы отщепляют ДНК от конца цепи оснований, которые составляют молекулу ДНК и перемещаются внутрь. Они действуют на одноцепочечную ДНК и неспецифичны. Эндонуклеазы расщепляют ДНК внутри цепи. Некоторые из них очень специфичны и требуют определенных базовых последовательностей для действия, в то время как другие не различают и будут расщепляться где угодно.

Люди производят два разных типа дезоксирибонуклеазы, которые являются эндонуклеазами. Дезоксирибонуклеазы I и II различаются по продуктам, которые они производят, и pH, при котором они активны. Дезоксирибонуклеаза II может быть вовлечена в запрограммированную гибель клеток или целевую гибель клеток.

Основная функция дезоксирибонуклеазы у высших организмов и основная функция у всех организмов заключается в репарации ДНК. ДНК может быть повреждена с помощью различных механизмов, и существует путь восстановления, который включает удаление поврежденной ДНК. Эндонуклеаза распознает поврежденную ДНК и расщепляет ее с любой стороны, где было нанесено повреждение. Затем экзодезоксирибонуклеаза удаляет поврежденную ДНК, оставляя зазор. Этот пробел заполняется ДНК-полимеразой или ферментом, который синтезирует ДНК.

Восстановление ДНК также происходит, когда ДНК сделана. Если ошибка обнаружена, она будет исправлена ​​ДНК-полимеразой, которая обладает активностью экзодезоксирибонуклеазы. Это сотрет неправильную базу, так что правильная может быть вставлена.

Дезоксирибонуклеаза человека имеет клиническое применение. У людей, страдающих муковисцидозом, лейкоциты, полные ДНК, накапливаются в их слизи. Рекомбинантная дезоксирибонуклеаза I человека вводится в виде аэрозоля таким пациентам. Это ухудшает ДНК и помогает очистить слизь от легких. Это лечение было одобрено в 1993 году в США.

Дезоксирибонуклеазы очень полезны в качестве ферментов рестрикции . Некоторые из эндонуклеаз расщепляются только на определенных наборах оснований. Их можно использовать для расщепления ДНК, получая фрагменты, которые можно разделить гель-электрофорезом для получения специфических паттернов. У людей, если используются участки ДНК с высокой вариабельностью, пищеварение может дать уникальные паттерны, такие как отпечатки пальцев. Такая дактилоскопия была очень полезна для тестирования отцовства и судебной экспертизы

Бактериальные дезоксирибонуклеазы разрушают ДНК инвазивных организмов, таких как вирусы. Они имеют тенденцию предназначаться для очень определенных целей на ДНК. Открытие этих рестриктаз помогло начать революцию в биотехнологии. Специфика расщепления позволила исследователям использовать эти ферменты в экспериментах по генной инженерии.