Helicasa: الخصائص والهياكل والوظائف

تشير الهيليز إلى مجموعة من الإنزيمات من النوع البروتيني المائي مهمة جدًا لجميع الكائنات الحية ؛ وتسمى أيضا البروتينات الحركية. ينتقلون عبر السيتوبلازم الخلوي ، حيث يقومون بتحويل الطاقة الكيميائية إلى عمل ميكانيكي عن طريق التحلل المائي للـ ATP.

وظيفتها الأكثر أهمية هي كسر الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية للأحماض النووية ، وبالتالي السماح بتكرارها. من المهم التأكيد على أن المروحيات موجودة في كل مكان ، نظرًا لوجودها في الفيروسات والبكتيريا والكائنات الحية حقيقية النواة.

تم اكتشاف أول هذه البروتينات أو الإنزيمات في عام 1976 في بكتيريا الإشريكية القولونية . بعد عامين ، تم اكتشاف أول مروحية في كائن حقيقي النواة ، في نباتات الزنبق.

حاليًا ، تم تمييز بروتينات الهليز في جميع الممالك الطبيعية بما في ذلك الفيروسات ، مما يعني أنه تم إنشاء معرفة واسعة حول هذه الإنزيمات المائية ، ووظائفها في الكائنات الحية ودورها الميكانيكي.

ملامح

الهيليكات هي الجزيئات البيولوجية أو الطبيعية التي تسرع التفاعلات الكيميائية (الإنزيمات). وتتميز بشكل رئيسي بفصل المجمعات الكيميائية لثلاثي فوسفات الأدينوسين (ATP) عن طريق التحلل المائي.

تستخدم هذه الإنزيمات ATP لربط وإعادة تشكيل مجمعات الأحماض النووية غير المؤكسدة (DNA) والأحماض الريبية (RNA).

هناك ما لا يقل عن نوعين من طائرات الهليكوبتر: الحمض النووي والحمض النووي الريبي.

مروحية الحمض النووي

تعمل مروحيات الحمض النووي على تكرار الحمض النووي وتتميز بفصل الحمض النووي من فروع مزدوجة إلى فروع واحدة.

Helicase RNA

تعمل هذه الإنزيمات في عمليات التمثيل الغذائي لحمض الريبونوكلي (RNA) وفي التكاثر أو التكاثر أو التولد الحيوي الريباسي.

يُعد هرليز الحمض النووي الريبي (RNA) هو أيضًا مفتاح عملية RNA المسبقة للرسول (mRNA) وبدء تخليق البروتين ، بعد نسخ الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي (RNA) في نواة الخلية.

التصنيف

يمكن التمييز بين هذه الإنزيمات وفقًا لتماثلها في تسلسل الأحماض الأمينية لنطاق الأحماض الأمينية المركزية ATPase ، أو لأسباب التسلسل المشتركة. وفقًا للتصنيف ، يتم تجميعها في 6 فائقات (SF 1-6):

SF1

إنزيمات هذه العائلة الفائقة لها قطبية من الإزفاء 3'-5 'أو 5'-3' ولا تشكل هياكل حلقية.

SF2

ومن المعروف باسم أكبر مجموعة من طائرات الهليكوبتر وتتكون أساسا من طائرات الهليكوبتر الجيش الملكي النيبالي. لديهم قطبية إزفاء بشكل عام من 3 إلى 5 مع استثناءات قليلة جدًا.

لديهم تسعة أشكال (من الزخارف الإنجليزية ، والتي تترجم كـ "عناصر متكررة") لتسلسلات الأحماض الأمينية المحفوظة بشدة ، ومثل SF1 ، لا تشكل هياكل حلقية.

SF3

إنها طائرات هليكوبتر تشبه الفيروسات ولها قطبية إزفاء فريدة من 3 إلى 5. أنها لا تملك إلا أربعة زخارف تسلسل المحفوظة للغاية وتشكيل هياكل حلقة أو حلقات.

SF4

تم وصفها لأول مرة في البكتيريا والبكتيريا. هم مجموعة من طائرات الهليكوبتر تكرار أو تكرار.

لديهم قطبية إزفاء فريدة من 5'3 '، ولديها خمسة أشكال متسلسلة محفوظة للغاية. تتميز هذه طائرات الهليكوبتر لأنها تشكل حلقات.

SF5

هم بروتينات من نوع عامل رو. تتميز طائرات الهليكوبتر من عائلة SF5 المميزة بالكائنات بدائية النواة وتعتمد على ست عشري في ATP. ويعتقد أنها ترتبط ارتباطا وثيقا SF4 ؛ بالإضافة إلى ذلك ، فإنها توفر الأشكال الحلقي وليس الحلقي.

SF6

إنها بروتينات مرتبطة على ما يبدو بأسرة SF3 الفائقة. ومع ذلك ، فإن SF6 يقدم مجالًا من بروتينات ATPase المرتبطة بأنشطة خلوية مختلفة (بروتينات AAA) غير موجودة في SF3.

هيكل

هيكليا ، جميع طائرات الهليكوبتر لها زخارف متسلسلة محفوظة للغاية في الجزء الأمامي من هيكلها الأساسي. يحتوي جزء من الجزيء على ترتيب معين للأحماض الأمينية يعتمد على الوظيفة المحددة لكل مروحية.

معظم طائرات الهليكوبتر التي تمت دراستها من الناحية الهيكلية هي تلك الموجودة في عائلة SF1 الفائقة. من المعروف أن هذه البروتينات يتم تجميعها في مجالين يشبهان إلى حد بعيد البروتينات متعددة الوظائف RecA ، وتشكل هذه المجالات جيبًا ملتصقًا بـ ATP.

قد تحتوي المناطق غير المحفوظة على مجالات محددة من نوع التعرف على الحمض النووي ، ومجال توطين الخلايا ومجال بروتين البروتين.

وظائف

مروحية الحمض النووي

تعتمد وظائف هذه البروتينات على مجموعة متنوعة مهمة من العوامل ، من بينها التوتر البيئي ، ونسب الخلايا ، والخلفية الوراثية ومراحل دورة الخلية.

من المعروف أن مروحيات الحمض النووي لـ SF1 تؤدي وظائف محددة في إصلاح الحمض النووي وتكراره ونقله وإعادة تركيبه.

يفصلون سلاسل حلزونية مزدوجة من الحمض النووي ويشاركون في صيانة التيلوميروس ، وفي إصلاحات عن طريق كسر الخيط المزدوج وفي القضاء على البروتينات المرتبطة بالأحماض النووية.

Helicase RNA

كما ذكرنا سابقًا ، تعد طائرات الرنا RNA حيوية في الغالبية العظمى من عمليات التمثيل الغذائي لل RNA ، ومن المعروف أيضًا أن هذه البروتينات تشارك في اكتشاف الحمض النووي الريبي الفيروسي.

بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تعمل على الاستجابة المناعية المضادة للفيروسات ، لأنها تكتشف الحمض النووي الريبي الدخيلة أو الغريبة على الكائن الحي (في الفقاريات).

أهمية طبية

تساعد الخلايا الحلزونية الخلايا على التغلب على الإجهاد الداخلي والخارجي ، وتجنب عدم الاستقرار الصبغي والحفاظ على توازن الخلايا.

يرتبط فشل هذا النظام أو التوازن التماثلي بالطفرات الجينية التي تنطوي على الجينات التي تشفر البروتينات من نوع هيليز. لهذا السبب هم موضوع الدراسات الطبية الحيوية والوراثية.

بعد ذلك ، سوف نذكر بعض الأمراض المتعلقة بالطفرات في الجينات التي تشفر الحمض النووي كبروتينات شبيهة بالهليز:

متلازمة ويرنر

إنه مرض وراثي ناتج عن طفرة في جين يسمى WRN ، والذي يشفر المروحية. لا تعمل الهيليز متحولة بشكل صحيح وتتسبب في سلسلة من الأمراض التي تشكل معًا متلازمة ويرنر.

السمة الرئيسية لأولئك الذين يعانون من هذا المرض هو الشيخوخة المبكرة. لكي يظهر المرض ، يجب أن يرث الجين المتحول من كلا الوالدين ؛ نسبة حدوثه منخفضة للغاية ولا يوجد علاج لعلاجه.

متلازمة بلوم

متلازمة بلوم هي مرض وراثي ناتج عن طفرة الجين الوراثي المسمى بلم الذي يشفر بروتين هليز. يحدث فقط للأفراد متجانسة لتلك الشخصية (المتنحية).

السمة الرئيسية لهذا المرض النادر هي فرط الحساسية لأشعة الشمس ، والتي تسبب آفات الجلد من نوع الطفح الجلدي الأحمر. لا يوجد علاج حتى الآن.

متلازمة روثموند طومسون

ومن المعروف أيضا باسم ضمور الجلد الخلقي. إنها أمراض من أصل جيني نادرة للغاية: حتى الآن هناك أقل من 300 حالة موصوفة في جميع أنحاء العالم.

وهو ناتج عن طفرة في جين RECQ4 ، وهو جين وراثي جسمي له مظهر متنحي موجود في الكروموسوم 8.

تشمل أعراض أو حالات هذه المتلازمة إعتام عدسة العين الشاذ ، الحالات الشاذة في الجهاز الهيكلي ، إزالة الصباغ ، توسع الشعيرات الدموية وضمور الجلد (poikiloderma). في بعض الحالات ، قد يحدث فرط نشاط الغدة الدرقية ونقص إنتاج هرمون التستوستيرون.