外核酸酶:概述和定义

显微镜,眼睛内部寻找DNA

外切酶定义

在生物化学中,核酸酶是一个多元化的类别对核酸的磷酸二酯键进行水解的水解酶 - DNA和RNA。

核酸酶攻击磷酸酯键的羟基,通过去除磷酸基团的磷酸酶活性。有多种类型的核酸酶,例如DNase,RNase和cas9。核酸酶的表征基于其作用区域,无论是在序列的末尾还是中间的某个地方。

核酸内切酶是一种酶,可在DNA中特定位置切割核苷酸序列。核酸内切酶的活性首先涉及对DNA序列的长度的检查,一旦发现了特定的识别序列,内切核酸酶就会与之结合并在特定点上切割DNA的每个链。

核酸内切酶也称为分子剪刀,因为它们用于基因工程,测定,克隆和重组蛋白的产生。

然而,核酸酶与核酸内切酶相反。核酸酶从DNA的自由末端而不是链中去除核苷酸。这些都存在于真核和原核细胞中。它们也发现在蜥蜴和蛇的毒液中,它们像毒素和裂解基本蛋白质的DNA一样起作用。

分解单词本身,“ exo”的意思是“外部”,核酸酶是消化核酸的酶的名称。

在原核生物和真核生物中,外核酶有3种类型:

  • 将5'至3'核酸酶拆除
  • 独立的5'至3'外切酶
  • poly a特定3'至5'外切酶

大多数外切核酸作用在DNA/ RNA链的3'-5方向上起作用,并且生化可以催化去除单核苷酸的去除。

由于外切酶一次从一个核酸的末端位置去除核苷酸,这会产生称为粘性末端的悬垂性。

外切的主要功能在控制遗传质量的过程中,复制过程中的DNA校对,同源组合和DNA修复。因此,已知它们是基因组稳定性的保护者,因此外丝酶对于许多DNA代谢过程至关重要。

一些示例包括:

  • 核酸酶I。:用于从双链产物的混合物中降解过量的ssDNA底漆。在PCR中持有申请。
  • 外切酶III:参与单向嵌套缺失
  • lambda外切酶:在双链DNA中从5'末端进行单核苷酸的去除。

在本文中,我们将概述外核酶的活动,功能和应用。

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功能和应用

核酸外切酶显示出广泛的应用,并执行各种功能,如下所示:

资源

细胞代谢

核酸酶是参与细胞代谢的维持的主要酶。所有细胞成分,尤其是蛋白质,都是DNA转录和翻译的结果。因此,任何DNA的畸形都会导致蛋白质丧失或功能障碍,这会破坏细胞途径和信号传导。

为了防止此类缺陷,DNA经历这些特殊的外切除酶的校对。这些外核酸通过其催化作用确保它们产生无错误的DNA,从而不会破坏细胞机制。核酸外切酶抑制剂可用于调节外丝酶活性的活性。

基因组稳定与衰老

对于进化健康和长期健康,基因组稳定性至关重要。为达到这个,

细胞具有进化的DNA包装和高度准确的修复机制,其中核酸酶起着至关重要的作用。

称为病变的异常DNA结构或缺陷导致细胞过早衰老。为了避免这种情况,外核酸酶开始起作用,并从DNA中去除这些有缺陷的序列,从而促进基因稳定性并预防早期衰老。为了增强聚合酶保真度,核酸酶在DNA修复和维护的多种途径中起作用,包括:

DNA修复

为了维持遗传稳定性和忠诚度,外核酸酶执行DNA的DNA编辑和DNA校对误差。这是一个高度特定的过程,需要高度的精度。

在DNA聚合过程中,外核酸外核校对DNA,并寻找可能引起DNA复制问题的任何异常结构,从而修复受损受损的DNA。由于这种应用,它们被称为DNA的保护者。

在复制过程中,聚合酶δ,ε和γ校对DNA从3'到5'方向。它们是固有的校对,而外显子是外部校对。DNA修复对链上病变的类型和程度是主观的,其中包括碱基切除修复。

核苷酸切除修复途径(NER)促进诸如紫外线诱导的嘧啶二聚体之类的笨重病变。这些二聚体阻碍了复制叉和转录伸长的进展。

基因复制

即使DNA复制是一个高度准确的过程,但插入片段,底物模板不匹配或碱基对不匹配的可能性也很可能。这是外核酸酶发挥作用的时候,它们对DNA链进行校对,并消除误差,因为这些错误的积累可能是致癌性的,并且可能导致细胞衰老。

有一些DNA聚合酶具有固有的校对能力,可以在执行复制时切除错误掺入的碱。这些是聚合酶的3'-5'核酸酶亚基。

另一方面,有外部外核酸酶与DNA聚合酶同步起作用。例如,外显子3’-5’核酸酶从双链DNA(DSDNA)中删除了3英尺不匹配的末端。

DNA聚合酶的外切酶活性

DNA聚合酶是负责执行DNA复制的酶。它主要参与添加DNA引物和新DNA链的合成。但是,有一些具有内在核酸酶活性的DNA聚合酶。

为了使DNA聚合酶执行高度准确的复制,需要固有的校对活性。为此,DNA聚合酶具有3'-5'Exoniclecelease亚基,可去除错误添加的碱基。复制过程中新的双链DNA形式成为3'-5'外丝酶校对的活跃位点。

例如,在大肠杆菌(大肠杆菌),DNA pol III全酶由几个亚基组成,包括3’-5'核酸酶。

与核酸内切酶的差异

属于同一类酶(限制酶)与核酸内切酶相比之下。这些类型之间观察到许多差异,如下:

核酸酶突变或损失的风险

由于核酸酶是参与核苷酸降解的酶,因此诱变或特定核酸酶的丧失可能导致DNA编辑和加工缺陷。与核酸酶突变相关的一些临床特征是:

此类外切核酸的缺陷或丧失会导致严重的医疗疾病,并在遗传疾病下列出。

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外核是一类酶,可将核苷酸从DNA或RNA链的极端(即3'或5'末端)裂解。它们水解磷酸二酯键并切割特异性核苷酸,即它们本质上是外核酸的。

在分子生物学领域的许多应用中,核酸酶有助于精确操纵和遗传物质的质量控制。因此,商业上对这些核酸酶的需求很高。商业外核酸主要包括核酸外切酶I,核酸外切酶III和lambda核酸酶。

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