ヌクレアーゼ リボ核酸やデオキシリボ核酸などの核酸を分解する機能を持つ酵素です。これは、基質の完全または部分消化と呼ばれます。
ヌクレアーゼとは
ヌクレアーゼは一般に、核酸の分解に関与します。核酸は、核酸分子の末端とその中心の両方から分解できます。
特定の領域からのみ核酸配列を切り取る、いわゆる制限ヌクレアーゼもあります。ヌクレアーゼは、さまざまな基準に従って分類されます。 1つの基準は、核酸のタイプ（デオキシリボ核酸またはリボ核酸）です。別の基準は、二本鎖または一本鎖などの二次構造に関する。分解が分子の端から行われるか、分子の中央から行われるかの基準を選択することも重要です。次の問題は、攻撃部位が糖リン酸構造の5と3の位置の間にあることです。
シーケンス固有および非固有の基本シーケンスの役割も、分類基準の決定に流れ込みます。これらの基準に従って、さまざまな分類クラスがあります。ヌクレアーゼは、エキソヌクレアーゼ、エンドヌクレアーゼ、デオキシリボヌクレアーゼおよびリボヌクレアーゼに分類できる。
機能、効果、タスク
ヌクレアーゼの機能は多様です。重要な機能は、配列特異的および非特異的の両方の外来DNAまたはRNAを切断することです。制限エンドヌクレアーゼがこの仕事を担っています。
それらは、その端から離れた特定の点で核酸を分割します。類似の核酸配列が分割されるか、非特異的な配列が発生します。制限エンドヌクレアーゼは外来核酸を分解するため、免疫システムの一部です。非特異的ヌクレアーゼは、多くの場合、核酸の消化に関与しています。しかし、それらはまた、プログラムされた細胞死、アポトーシスの間に死んだ細胞の核酸を消化します。 DNaseは、特に膵臓、肝臓、血小板、血漿で発生し、ここで主要な役割を果たします。
mRNAはRNaseの存在に影響されます。 RNAの制御された分解は、遺伝子発現の調節を制御します。エキソヌクレアーゼは、個々のDNAまたはRNA分子を末端から分解します。ここでは、核酸配列は無関係です。これらの酵素の機能は、核酸を対応するヌクレオチドに完全に分解することです。ヌクレオチドは、核酸を再構築するためのビルディングブロックとして機能するか、完全に分解されます。遺伝子工学プロセスにおいて、制限ヌクレアーゼは、望ましくない核酸配列の標的化された除去のための分子切断ツールとして使用されます。
教育、発生、特性および最適値
DNaseとRNaseの違いは、特に重要な区別基準です。 DNaseはDNAを分解します。中性と酸性の両方のDNaseがあります。中性DNaseは特に膵臓、肝臓、血漿、血小板で形成されます。そこでは、アポトーシスの一部としてDNAの分解を制御します。
中性DNaseによるDNAの分解は、ヌクレオシド '-5-リン酸の形成につながります。遺伝物質を非特異的に分解しないようにするために、中性DNaseはタンパク質アクチンと複合体を形成します。この複合体はヌクレアーゼの貯蔵形態であると考えられています。酸性DNase（DNase II）は膵臓や血漿にも存在しますが、尿や母乳にも存在します。酸性のDNaseの助けを借りて、DNAはヌクレオシド-3リン酸に分解されます。 RNaseは多様性を示します。人間には約50種類のRNaseが存在することが知られており、そのうち9種類はまれな遺伝性疾患に関連しています。
RNaseは、RNAが末端で分解されているか、鎖内で分割されているかに応じて、エキソリボヌクレアーゼとエンドリボヌクレアーゼに分けられます。とりわけ、RNaseはtRNAの寿命を特異的に制限することにより、遺伝子調節において重要な機能を持っています。また、新しいRNAのオーダーメード生産もサポートします。さらに、免疫システムの一部として、ウイルスRNAの侵入との戦いに関与しています。最も重要なRNaseには、RNase A、RNase H、RNase P、RNase R、RNase Dが含まれます。RNaseAは、ウラシルやシトシンなどのピリミジン窒素塩基に従ってRNAを特異的に分割します。特に汗に含まれ、ウイルスが微生物に侵入する前にウイルスを分解します。
これが、環境ヌクレアーゼと呼ばれることが多い理由です。 RNase HはDNA-RNAヘテロ二本鎖で非特異的に作用し、RNA部分を分解します。 RNAとDNAで構成されるヘテロ二本鎖は、2つの異なるタイプの核酸で構成される二本鎖です。 RNaseは、誤ってDNAに組み込まれたRNAモノマーを除去し、それらをDNAモノマーに置き換えます。 RNase Pは、tRNA生成の前駆体を除去します。 RNase Rは細菌のmRNAを分解するのに役立ち、RNase DはtRNAのプロセシングに関与します。
病気と障害
ヌクレアーゼは、その欠如または機能不全が深刻な身体的不満につながる可能性がある酵素です。すでに述べたように、9つのRNaseは非常にまれな遺伝性疾患に関連しています。
たとえば、RNase Hの活性が不十分な場合、変異、鎖の切断、およびRNAへのDNA配列の蓄積が起こります。いわゆるAicardi-Goutières症候群が発症します。これは、発熱、嘔吐、気分を害する症状としてすでに子供に見られます。一部の乳児は、数か月後に再び学習した運動能力を失います。多くの患者は幼児期に死亡します。これらの症状の原因は炎症反応であり、これはRNAのDNAセグメントの増加に対する免疫反応によって媒介されます。
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