A nukleázok enzimek amelynek feladata a leromlás nukleinsavak mint például ribonukleinsav or dezoxiribonukleinsav. Ezt nevezzük a szubsztrát teljes vagy részleges emésztésének.
Mik azok a nukleázok?
A nukleázok általában felelősek a degradálódásáért nukleinsavak. Ebben a folyamatban a nukleinsav lebontható a nukleinsav végeitől molekulák valamint a közepétől. Vannak úgynevezett restrikciós nukleázok is, amelyek csak bizonyos régiókból vágják le a nukleinsavszekvenciákat. A nukleázokat különféle szempontok szerint osztályozzák. Az egyik kritérium a nukleinsav típusa (dezoxiribonukleinsav or ribonukleinsav). Egy másik kritérium a másodlagos struktúrára vonatkozik, például kettős szálra vagy egy szálra. A kritériumok kiválasztása szempontjából is fontos, hogy a lebomlás a molekula végétől vagy közepétől következik-e be. A következő kérdés az, hogy a támadás helye hol helyezkedik el az 5 ′ és 3 ′ holtpont között cukor-foszfát állvány. A szekvencia-specifikus és nem-specifikus bázis-szekvencia szerepe a besorolási kritériumok meghatározásában is szerepet játszik. Ezen kritériumok szerint különböző osztályozási osztályok jönnek létre. Így a nukleázok besorolhatók exonukleázokba, endonukleázokba, dezoxiribonukleázokba és ribonukleázokba.
Funkció, művelet és feladatok
A nukleázok funkciói sokfélék. Az egyik fontos funkció az idegen DNS vagy RNS hasítása szekvencia-specifikus és nem-specifikus módon. A restrikciós endonukleázok felelősek ezért a feladatért. Hasítják a nukleinsavak meghatározott helyeken, a végétől távol. A folyamat során vagy hasonló nukleinsavszekvenciákat hasítunk, vagy nemspecifikus szekvenciákat állítunk elő. A restrikciós endonukleázok a immunrendszer, mivel lebontják az idegen nukleint savak. A nem specifikus nukleázok gyakran felelősek a nukleáris emésztéséért savak. Megemésztik azonban a nukleint is savak az elhalt sejtek programozott sejthalál, apoptózis során. DNáz, amely különösen a hasnyálmirigyben található, máj, vérlemezkék és a vér plazma, ebben a folyamatban nagy szerepet játszik. Az mRNS-t az RNázok jelenléte befolyásolja. Az RNS szabályozott lebontása szabályozza az gén kifejezés. Az exonukleázok lebontják az egyedi DNS-t vagy RNS-t molekulák a végektől. Itt a nukleinsavszekvencia lényegtelen. Ezek funkciója enzimek a nukleinsavak teljes lebontása a megfelelő nukleotidokká. A folyamat során a nukleotidok vagy újra építőelemekként szolgálnak a nukleinsavak megújult felépítéséhez, vagy teljesen lebomlanak. Ban ben géntechnika eljárások, restrikciós nukleázokat használnak molekuláris vágóeszközként a nem kívánt nukleinsavszekvenciák célzott eltávolítására.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek
Különösen fontos megkülönböztető kritérium a DNázok és az RNázok megkülönböztetése. A DNázok lebontják a DNS-t. Semleges és savas DNázok egyaránt vannak. A semleges DNázok különösen a hasnyálmirigyben termelődnek, máj, vér plazma és vérlemezkék. Ott ellenőrzik a DNS lebomlását az apoptózis során. A DNS semleges DNáz általi lebontása nukleozid'-5-foszfátok képződéséhez vezet. Annak érdekében, hogy a genetikai anyag ne kerüljön lebontásra, a semleges DNáz komplexet képez az aktin fehérjével. Ezt a komplexet a nukleáz tároló formájának tekintik. A savas DNáz (DNáz II) a hasnyálmirigyben és vér plazmában, hanem vizeletben és anyatej. A savas DNáz segítségével a DNS nukleozid-3-foszfátokká hasad. Az RNázok nagyobb változatosságot mutatnak. Emberben körülbelül 50 különböző RNáz ismert, ezek közül 9 ritka örökletes betegségekkel jár. Az RNázok viszont feloszthatók exoribonukleázokra és endoribonukleázokra, attól függően, hogy az RNS lebomlik-e a végeitől, vagy hasad-e a szálon belül. Egyéb funkciók mellett az RNázok fontos szerepet játszanak a gén szabályozás a tRNS élettartamának konkrét korlátozásával. Ugyancsak segítenek az új RNS előállításában, pontosan illeszkedő módon. Továbbá, a immunrendszer, részt vesznek a behatoló vírusos RNS elleni küzdelemben. A legfontosabb RNázok közé tartozik az RNáz A, RNáz H, RNáz P, RNáz R és RNáz D. Az RNáz A specifikusan hasítja az RNS-t egy pirimidin szerint nitrogén bázis, például uracil vagy citozin. Különösen az izzadságban van jelen, ahol lebomlik vírusok mielőtt bejutnának a szervezetbe. Emiatt gyakran környezeti nukleáznak nevezik. Az RNáz H nem specifikusan hat a DNS-RNS heteroduplexekre, lebontva az RNS részét. Az RNS és a DNS heteroduplexje egy kettős szál, amely a két különböző típusú nukleinsavból áll. Az RNáz eltávolítja a tévesen a DNS-be beépített RNS-monomereket, és helyettesíti őket DNS-monomerekkel. Az RNáz P eltávolítja a prekurzort a tRNS termelésében. Az RNáz R segít lebontani a baktériumok mRNS-ét, az RNáz D pedig részben felelős a tRNS feldolgozásáért.
Betegségek és rendellenességek
A nukleázok enzimek akinek hiánya vagy meghibásodása képes vezet súlyos testi betegségekig. Mint korábban említettük, kilenc RNáz nagyon ritka örökletes betegségekkel társul. Például az RNáz H elégtelen aktivitása mutációkhoz, szálszakadásokhoz és DNS-szekvenciák felhalmozódásához vezet az RNS-ben. Ennek eredményeként létrejön az úgynevezett Aicardi-Goutières szindróma, amely már a csecsemőknél is lázas epizódokban nyilvánul meg, hányás és fideszes. Néhány csecsemőben a megtanult motoros készségek néhány hónap után újra elvesznek. Sok beteg korán meghal gyermekkor. Ezeket a tüneteket az RNS dúsított DNS-szegmenseire adott immunválaszok által közvetített gyulladásos reakciók okozzák.
