Otvori glavni meni
Prostorna struktura ribonukleaze.

Ribonuleaza (obično skraćeno na RNkaze) je vrsta nukleaze koja katalizira razlaganje RNK u manje sastavne dijelove. Ribonukleaze se dijele na:

FunkcijaUredi

Svi proučavani organizmi sadrže mnoge Rnkaze u dvije različitih klase, što pokazuje da je degradacija RNK veoma star i važan proces. Kao i čišćenje ćelijske RNK koja više nije potrebna, RNkaze imaju ključnu ulogu u sazrijevanju svih RNK molekula, kako iRNK koje donose genetički materijal za izradu proteina i nekodirajuće RNK koje funkcioniraju u raznolikim ćelijskim procesima. Pored toga, aktivni sistemi degradacija RNK su prva odbrana od RNK virusa i pružaju osnovne mehanizme za naprednije ćelijske imune strategije, kao što su RNK sistemi.[3][4]

Neke ćelije također luče obilne količine neodređene RNkaze, kao što je i T1. Rnkaze su vrlo uobičajene, što je posljedica vrlo kratkog životnog vijeka bilo koje RNK koja nije u zaštićenom okruženju. Važno je napomenuti da su sve molekule unutarćelijske RNK zaštićene od aktivnosti sopstvene RNkaze brojnim strategijama, uključujući: 5' krajeve, poliadenilaciju 3' kraja, sklopive i unutar RNK- protein kompleksa (ribonukleoproteinskih čestica ili RNP).

Dodatni mehanizam zaštite je inhibitor ribonukleaze (RI), koji se u nekim vrstama ćelija sastoji od relativno velikog dijela ćelijskih proteina (~ 0,1%), a koji se vežu za određene ribonukleaze s najvećim afinitetom od bilo koje interakcije protein-protein; konstanta disocijacije za kompleks RI-RNkaze je ~ 20 fM, pod fiziološkim uslovima. RI se koristi u većini laboratorija koje proučavaju RNK, da se zaštite analizirni uzorci od degradacije iz okoliša RNkaza.

Slično restrikcijskim enzimima, koji režu vrlo posebne sekvence dvolančane DNK, klasificirane su i razne endoribonukleaze koje mogu da prepoznaju i djeluju na određene sekvence jednolančane RNK.

RNkaze imaju ključnu ulogu u mnogim biološkim procesima, među kojima su angiogeneza i samonekompatibilnost kod cvjetnica (angiospermi).[5][6] RNkaznu aktivnost i homologiju ispoljavaju i mnogi toksini koji su odgovorni za odgovor na stres prokariotskih toksin-antitoksin sistema.[7]

KlassifikacijaUredi

Glavne vrste endoribonukleazaUredi

 
Struktura RNkaze A.
  • 3.1.27.5: RNkaza A je najčešći predmet naučnih istraživanja. Goveđa pankreasna ribonukleaza A je jedan od najotpornijih enzima koji se obično koriste u laboratorijama. Jedan od načina njene izolacije je da provri grubi ćelijski ekstrakt pa se svi enzimi, osim Rnkaze A, denaturiziraju. Specifična je za jednolančanu RNK. Cijepa 3'-krajeve nesparenih C i U ostataka, na kraju stvarajući 3'-fosforilirani proizvod preko međuprodukta 2 ', 3'-cikličnog monofosfata. Po svojoj aktivnosti, ne odgovara ni jednom kofaktoru.[8]
  • 3.1.26.4: RNkaza H cijepa RNK u DNK/RNK dupleksu za proizvodnju ssDNK. RNkaza H je neodređena endonukleaza i katalizita cijepanje RNK putem hidrolitskih mehanizama, uz dodatak za enzim vezanog bivalentnog metalnog iona. Rnkaza H napušta 5'-fosforilizirani proizvod.
  • 3.1.26.3: RNkaza III is a cijepa rRNK (16s rRNK i 23s rRNK) iz transkribiranog policistronskog RNK operona, kod prokariota. Također razlaže dvostruke lance RNK (dsRNS)-Dicer porodice RNkaze, sječenjem pre-miRNA (duge 60–70bp) na posebnom mjestu i mijenja se u miRNA (22–30bp), koja je aktivno uključena u regulaciju transkripcije i dužine života iRNK.
  • 3.1.26.-??: RNkaza L je interferon-inducirana nukleoza koja, nakon aktivacije, uništava sve RNK u ćeliji.
  • 3.1.26.5: RNkaza P je oblik ribonukleaze koji je jedinstven po tome što je ribozim - ribonukleinske kiseline koji djeluje kao katalizator, na isti način kao enzim. Njegova funkcija je da siječe isključivo dodatni, ili prekursorni, redoslijed na tRNA molekulama. RNkaza P je jedan od dva poznata i česta ribozoma u prirodi (drugi je na ribosomu). Da je ovaj oblik RNkaze P jprotein i ne sadrži RNK je tek nedavno otkriveno.
  • 3.1.??: RNkaza PhyM je posebna sekvenca za jednolančanesingle RNK. Cijepa 3'-kraj neuparenih A i U ostataka.
  • 3.1.27.3: RNkaza T1 je posebna sekvenca za jednolančane RNK. Cijepa 3'-kraj neuparenih G ostataka.
  • 3.1.27.1: RNkaza T2 je posebna sekvenca za jednolančane RNK. Cijepa 3'-krajeve sva četiri ostatka, prvenstveno 3'-krajeve A ostataka.
  • 3.1.27.4: RNkaza U2 je posebna sekvenca za jednolančane RNK. Cijepa 3'-kraj neuparenih A ostataka.
  • 3.1.27.8: RNkaza V je posebna za poliadeninsku i poliuridinsku RNK.

Glavne vrste egzoribonukleazaUredi

Posebnost RNkazeUredi

Aktivno mjesto izgleda kao velika pukotina, u kojoj svi aktivni bočni ostaci stvaraju zid i dno doline. Raskol je vrlo tanka i mala podloga koja savršeno odgovara u sredini aktivnog mjesta što omogućuje savršeno međudejstvo s ostacima. Ima malu izbočinu na području supstrata. Iako obično većina egzo- i endoribonukleaza ne dolaze po određenom redoslijedu, nedavno CRISPR / Cas sistem prirodnog prepoznavanja i rezanja DNK je dizajniran tako da siječe ssRNA po određenom redoslijedu.[9]

RNkazna kontaminacija tokom izdvajanja RNKUredi

Ekstrakcija RNK u molekularno-biološkim eksperimentima se uveliko komplicira pri pojavi sveprisutnih ribonukleaza koji degradiraju uzorke RNK. Određene RNkaze mogu biti izuzetno izdržljive i teško se inaktiviraju u odnosu na neutraliziranje DNkaza. Pored prikazanih ćelijskih RNkaza, postoji nekoliko RNkaza koje su prisutne i u okruženju. RNkaze su evoluirale tako da imaju mnoge vanćelijske funkcije u različitim organizmima.

Kod ovih izlučenih RNkaza, enzimska aktivnost ne može ni biti potrebna za svoju novu, preadaptacijsku ( egzaptacijsku funkciju. Naprimjer, imunološke RNkaze djeluju na destabilizaciju ćelijske membrane bakterija.

ReferenceUredi

  1. ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Sarajevo: Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB). ISBN 9958-9344-1-8. 
  2. ^ Kapur Pojskić L., Ed. (2014). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (2. iz.). Sarajevo: Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB). ISBN 978-9958-9344-8-3. 
  3. ^ Graeme K. Hunter G. K. (2000). Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. London: Academic Press. ISBN 0-12-361811-8. 
  4. ^ Nelson D. L., Michael M. Cox M. M. (2013). Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman. ISBN 978-1-4641-0962-1. 
  5. ^ Michael B. Sporn; Anita B. Roberts (6 December 2012). Peptide Growth Factors and Their Receptors II. Springer Science & Business Media. str. 556–. ISBN 978-3-642-74781-6. 
  6. ^ V. Raghavan (6 December 2012). Developmental Biology of Flowering Plants. Springer Science & Business Media. str. 237–. ISBN 978-1-4612-1234-8. 
  7. ^ Ramage, Holly R.; Connolly, Lynn E.; Cox, Jeffery S.; Rosenberg, Susan M. (11. 12. 2009). "Comprehensive Functional Analysis of Mycobacterium tuberculosis Toxin-Antitoxin Systems: Implications for Pathogenesis, Stress Responses, and Evolution". PLoS Genetics 5 (12): e1000767. doi:10.1371/journal.pgen.1000767. 
  8. ^ "RNase A". biooscientific.com. Arhivirano s originala, 19 Maj 2014. Pristupljeno 7. 11. 2015.  Nepoznat parametar |url-status= ignorisan (pomoć); Provjerite vrijednost datuma kod: |archivedate= (pomoć)
  9. ^ Tamulaitis, Gintautas; Kazlauskiene, Migle; Manakova, Elena; Venclovas, Česlovas; Nwokeoji, Alison O.; Dickman, Mark J.; Horvath, Philippe; Siksnys, Virginijus (novembar 2014). "Programmable RNA Shredding by the Type III-A CRISPR-Cas System of Streptococcus thermophilus". Molecular Cell 56 (4): 506–517. doi:10.1016/j.molcel.2014.09.027.