DNA interaksi dengan protein

Oleh Dr Ananya Mandal, MD

DNA adalah polimer yang terletak di dalam inti sel semua. DNA berinteraksi dengan banyak protein yang melakukan fungsi mereka dalam hubungannya dengan DNA.

Beberapa protein yang datang dalam kontak dengan DNA mencakup beberapa DNA memodifikasi enzim dan protein mengikat beberapa.

Memodifikasi enzim DNA

Ini termasuk Methylases, polimerase, Nucleases, Ligase, Kinase dan fosfatase. Setiap enzim memiliki fungsi tertentu dan kegiatan. Beberapa Mei diuraikan sebagai berikut:

Methylases

Ada berbagai DNA methylases. Ini membantu dalam pengakuan urutan pada DNA dan urutan mereka adalah sama dengan endonuklease.

Sebagai contoh, methylase EcoR1 enzim mengakui dan methylates pada urutan "GAATTC" pada DNA. Ini membantu dalam transfer gugus metil dari S-adenosilmetionina (SAM) basa tertentu dalam urutan pengakuan. SAM di sini penting untuk reaksi metilasi.

DNA methylated untuk melindungi terhadap kerusakan dan tindakan endonuklease pembatasan yang terkait.

Beberapa methylases memiliki spesifisitas yang kecil. Misalnya Sss saya methylase akan methylate residu sitosina dalam urutan 5'... CG... 3'. Ini berarti methylated DNA akan dilindungi dari berbagai pembatasan endonuklease karena enzim mengikat ke beberapa situs.

Beberapa pembatasan endonuklease lagi hanya memotong DNA pada situs pengakuan mereka jika DNA methylated misalnya Dpn saya dan beberapa pembatasan endonuklease akan memotong methylated maupun non-methylated DNA pada urutan pengakuan mereka (misalnya BamH saya).

DNA polimerase

Ada berbagai macam polimerase yang hadir di alam dan juga disintesis secara komersial untuk digunakan dalam teknologi DNA dan laboratorium yang bekerja dengan DNA.

Semua DNA polimerase berbagi dua karakteristik umum:

  • mereka menambah nukleotida 3'-OH akhir primer
  • mereka menempatkan urutan nukleotida dalam baru lahir atau baru membentuk polynucleotide sesuai template

Dengan demikian, polimerase membantu dalam pembentukan rantai polipeptida yang baru.

Polimerase dapat berisi exonuclease aktivitas. Kegiatan exonuclease ini dapat melanjutkan baik di 5'-> 3' arah, atau di 3'-> 5' arah.

Aktivitas exonuclease di 3'-> 5' arah memungkinkan polimerase untuk memperbaiki kesalahan jika ia memasukkan nukleotida salah. Ini disebut "koreksi galat aktivitas". Itu juga perlahan-lahan dapat menurunkan 3' ujung primer.

Lebih lanjut Exonuclease aktivitas di 5'-> 3' arah akan memungkinkan untuk menurunkan primer hibridisasi lain mungkin mengalami. Ini juga secara fisik mungkin menggantikan primers menghalangi.

Polimerase yang digunakan dalam beberapa fungsi. Beberapa polimerase stabil pada suhu tinggi dan disebut thermostable polimerase. Hal ini memungkinkan pengembangan teknik "reaksi berantai polimerase" (PCR), yang memiliki dampak yang mendalam pada bioteknologi modern. Reaksi polimerase diakhiri oleh penggabungan dideoxy basa (yaitu tidak ada gugus hidroksil pada karbon 2' atau 3' ribosa gula).

Nucleases

Ada beberapa nucleases. Salah satunya adalah Nuclease BAL-31. Ini adalah exonuclease yang dimulai di termini dan bekerja ke dalam yang dapat menurunkan 3' maupun 5' termini DNA beruntai ganda. Ini tidak membuat internal cleavages ("Nick") dalam DNA.

Degradasi tidak simultan dan kedua ujungnya tidak demikian pula menumpulkan. Sedemikian "compang-camping" dapat membuat tumpul oleh mengisi dan mengunyah kembali oleh polimerase cocok (misalnya T4 DNA polimerase).

Nuclease lain adalah Exonuclease III. Ini mengatalisis penghapusan bertahap nukleotida dari 3' termini hidroksil duplex DNA. Enzim serangan 3' hidroksil pada DNA duplex dengan ujung tumpul. Karena duplex DNA diperlukan, enzim akan tidak mencerna 3' ujung duplex DNA yang mana termini adalah 3' overhangs.

Ligase

Ini adalah enzim yang catalyse pembentukan ikatan phosphodiester antara 5' fosfat dan 3' hidroksil termini nukleotida (berpotensi RNA atau DNA tergantung pada ligase).

Ligase memerlukan rATP atau NAD + sebagai suatu kofaktor, dan ini berbeda dengan endonuklease pembatasan. Mereka berlawanan dari pembatasan endonuklease.

Ligase beberapa termasuk T4 DNA ligase yang berasal dari bacteriophage bakteri T4. Ligates atau mengikat ujung duplex DNA atau RNA. Enzim ini akan bergabung dengan ujung tumpul termini. Enzim ini juga akan memperbaiki satu terdampar torehan di duplex DNA, RNA atau DNA RNA dupleks.

Taq DNA katalisis phosphodiester ikatan antara dua oligonucleotides berdekatan yang hibridisasi untuk untai DNA komplementer. Enzim aktif pada temperatur yang relatif tinggi (45-65 ° C) dan memerlukan NAD + sebagai suatu kofaktor.

Ligase lainnya termasuk ligase T4 RNA dan DNA Ligase dari E. coli.

T4 polynucleotide kinase

Ini catalyse transfer dan pertukaran gugus fosfat dari rATP (adenina ribosa trifosfat nukleotida) untuk 5' hidroksil terminus DNA beruntai ganda terdampar dan tunggal atau RNA, dan nukleosida 3' monophosphates. Enzim juga akan menghapus 3' kelompok fosfat.

Fosfatase usus anak lembu (CIP)

Enzim-enzim ini membantu dalam penghapusan 5' gugus fosfat dari DNA, RNA, dan nukleosida ribo dan deoxyribo triphosphates (misalnya ATP, rATP).

Protein mengikat DNA

Ada beberapa protein yang mengikat untuk situs tertentu dalam genom untuk mengatur genom ekspresi dan pemeliharaan. Beberapa di antaranya activators transkripsi yang mengikat urutan tertentu promotor dan bentuk chromatin memodifikasi kompleks yang memulai sintesis RNA.

Pemrograman ulang ekspresi gen juga terjadi ketika sel-sel yang berlangsung sepanjang siklus sel atau ketika sel rasa perubahan dalam lingkungan mereka. Ini disebabkan oleh perubahan dalam status mengikat DNA transkripsional activators.

Ketika DNA bereplikasi, banyak protein yang berbeda dan enzim bekerja sama untuk menyelesaikan langkah-langkah berikut:

  • Dua orangtua helai DNA unwound atau uncoiled dengan bantuan DNA helicases. Ini adalah enzim.
  • Satu protein mengikat DNA terdampar melampirkan helai dibatalkan, yang mencegah mereka dari berliku atau melingkar kembali bersama-sama.
  • Helai yang diadakan di posisi, mengikat DNA polimerase, yang mengatalisis elongasi terkemuka dan tertinggal helai.
  • Sementara DNA polimerase di strand terkemuka dapat beroperasi dalam mode terus-menerus, RNA primer diperlukan berulang kali di strand tertinggal untuk memfasilitasi sintesis fragmen Okazaki.
  • DNA primase, yang merupakan salah satu beberapa polypeptides yang diikat bersama dalam kelompok yang disebut primosomes, membantu untuk membangun primer.
  • Akhirnya, setiap baru fragmen Okazaki melekat pada bagian selesai untai tertinggal dalam reaksi yang dikatalisasi oleh DNA ligase.

Ditinjau oleh , BA Hons (Cantab)

Sumber

Bacaan lebih lanjut

Last Updated: Oct 14, 2012

Read in | English | Español | Français | Deutsch | Português | Italiano | 日本語 | 한국어 | 简体中文 | 繁體中文 | العربية | Dansk | Nederlands | Finnish | Ελληνικά | עִבְרִית | हिन्दी | Bahasa | Norsk | Русский | Svenska | Magyar | Polski | Română | Türkçe
Comments
The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News-Medical.Net.
Post a new comment
Post