एक्सोन्यूक्लीज: विशेषताएँ, संरचना और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

Exonucleases न्युक्लिअसिज़ जो उनके मुक्त सिरों में से एक ने न्यूक्लिक एसिड पचाने का एक प्रकार है - या तो 3 'या 5'। परिणाम आनुवंशिक सामग्री का एक प्रगतिशील पाचन है, न्यूक्लियोटाइड्स को एक-एक करके जारी करता है। इन एंजाइमों के समकक्ष एंडोन्यूक्लाइज हैं, जो श्रृंखला के आंतरिक वर्गों में न्यूक्लिक एसिड को हाइड्रोलाइज करते हैं।

ये एंजाइम न्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस द्वारा काम करते हैं। वे जीनोम की स्थिरता के रखरखाव और सेलुलर चयापचय के विभिन्न पहलुओं में भाग लेते हैं।

स्रोत: क्रिस्टोफ़रसेल

विशेष रूप से, प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक वंशावली दोनों में हम विभिन्न प्रकार के एक्सोन्यूक्लिअस पाते हैं जो डीएनए प्रतिकृति और मरम्मत में और आरएनए परिपक्वता और गिरावट में भाग लेते हैं।

विशेषताएँ

एक्सोन्यूक्लियूज़ एक प्रकार के न्यूक्लियूज़ हैं जो न्यूक्लिक एसिड चेन के फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड को उनके एक छोर पर उत्तरोत्तर 3 'या 5' में हाइड्रोलाइज करते हैं।

3 'कार्बन में स्थित हाइड्रोक्सील समूह और 5' कार्बन में स्थित फॉस्फेट समूह के बीच सहसंयोजक बंधन द्वारा एक फॉस्फोडाइस्टर बंध बनता है। दोनों रासायनिक समूहों के बीच संघ एस्टर प्रकार के एक दोहरे बंधन का परिणाम है। एक्सोन्यूक्लाइजेशन का कार्य - और सामान्य रूप से न्यूक्लियस - इन रासायनिक बंधनों को तोड़ना है।

एक्सोन्यूक्लेयसिस की एक महान विविधता है। ये एंजाइम एक सब्सट्रेट के रूप में डीएनए या आरएनए का उपयोग कर सकते हैं, जो न्यूक्लियस के प्रकार पर निर्भर करता है। उसी तरह, अणु एकल या डबल बैंड हो सकता है।

विशेषताएं

इष्टतम परिस्थितियों में किसी जीव के जीवन को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण पहलुओं में से एक जीनोम की स्थिरता है। सौभाग्य से, आनुवंशिक सामग्री में बहुत प्रभावी तंत्र की एक श्रृंखला होती है जो इसकी मरम्मत की अनुमति देती है, अगर यह प्रभावित होती है।

इन तंत्रों को फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड के नियंत्रित ब्रेकिंग की आवश्यकता होती है, और, जैसा कि उल्लेख किया गया है, न्यूक्लियर एंजाइम हैं जो इस महत्वपूर्ण कार्य को पूरा करते हैं।

पॉलिमरेज़ यूकेरियोट्स और प्रोकैरियोट्स दोनों में मौजूद एंजाइम हैं जो न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण में भाग लेते हैं। बैक्टीरिया में, तीन प्रकारों की विशेषता है और यूकेरियोट्स पांच में। इन एंजाइमों में उनके कार्यों को पूरा करने के लिए एक्सोन्यूक्लिअस की गतिविधि आवश्यक है। आगे हम देखेंगे कि वे इसे कैसे करते हैं।

बैक्टीरिया में एक्सोन्यूक्लियस गतिविधि

बैक्टीरिया में, सभी तीन पॉलीमरेज़ में एक्सोन्यूक्लिज़ गतिविधि होती है। पॉलिमरेज़ I में दो दिशाओं में गतिविधि है: 5'-3 'और 3'-5', जबकि II और III केवल 3'-5 'दिशा में गतिविधि दिखाते हैं।

5'-3 'गतिविधि एंजाइम को आरएनए से प्राइमर को हटाने की अनुमति देती है, जिसे प्राइमेज नामक एंजाइम द्वारा जोड़ा जाता है। इसके बाद, बनाई गई खाई को नए संश्लेषित न्यूक्लियोटाइड के साथ भरा जाएगा।

पहला कुछ न्यूक्लियोटाइड से बना एक अणु है जो डीएनए पोलीमरेज़ गतिविधि को शुरू करने की अनुमति देता है। तो यह हमेशा प्रतिकृति घटना में मौजूद होगा।

यदि डीएनए पोलीमरेज़ एक गलत न्यूक्लियोटाइड जोड़ता है, तो यह एक्सोन्यूक्लिज़ गतिविधि के लिए धन्यवाद को सही कर सकता है।

यूकेरियोट्स में एक्सोन्यूक्लियस गतिविधि

इन जीवों में पाँच पॉलीमरेज़ को ग्रीक अक्षरों का उपयोग करके दर्शाया गया है। केवल गामा, डेल्टा और एप्सिलॉन एक्सोन्यूक्लिज गतिविधि दिखाते हैं, सभी 3'-5 'दिशा में।

गामा डीएनए पोलीमरेज़ माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए की प्रतिकृति से संबंधित है, जबकि शेष दो नाभिक और इसकी मरम्मत में स्थित आनुवंशिक सामग्री की प्रतिकृति में भाग लेते हैं।

पतन

एक्सोन्यूक्लाइजेस कुछ न्यूक्लिक एसिड अणुओं को हटाने में महत्वपूर्ण एंजाइम होते हैं जिनकी अब शरीर को जरूरत नहीं है।

कुछ मामलों में, कोशिका को इन एंजाइमों की कार्रवाई को न्यूक्लिक एसिड को प्रभावित करने से रोकना चाहिए जिन्हें संरक्षित किया जाना चाहिए।

उदाहरण के लिए, दूत आरएनए में एक "कैप" जोड़ा जाता है। इसमें एक टर्मिनल ग्वानिन और दो राइबोज इकाइयों का मिथाइलेशन होता है। माना जाता है कि टोपी का कार्य 5 'एक्सोन्यूक्लिज की कार्रवाई के खिलाफ डीएनए की सुरक्षा है।

उदाहरण

आनुवंशिक स्थिरता के रखरखाव के लिए आवश्यक एक्सोन्यूक्लेयर्स में से एक मानव एक्सोन्यूक्लेज़ I है, जिसे hExo1 के रूप में संक्षिप्त किया गया है। यह एंजाइम विभिन्न डीएनए मरम्मत मार्गों में पाया जाता है। यह टेलोमेरेस के रखरखाव के लिए प्रासंगिक है।

यह एक्सोन्यूक्लीज दोनों श्रृंखलाओं में अंतराल की मरम्मत की अनुमति देता है, जो कि अगर उनकी मरम्मत नहीं की जाती है, तो क्रोमोसोमल पुनर्व्यवस्था या विलोपन हो सकता है जिसके परिणामस्वरूप कैंसर या समय से पहले बूढ़ा हो सकता है।

अनुप्रयोग

कुछ एक्सोन्यूक्लाइज व्यावसायिक उपयोग में हैं। उदाहरण के लिए, एक्सोन्यूक्लिज़ I जो एकल-बैंड प्राइमरों के पतन की अनुमति देता है (डबल-बैंड सब्सट्रेट को नीचा नहीं कर सकता है), एक्सोन्यूक्लिज़ III का उपयोग साइट-निर्देशित उत्परिवर्तजन के लिए किया जाता है और लैम्ब्डा एक्सोन्यूक्लिज़ का उपयोग एक न्यूक्लियोटाइड को हटाने के लिए किया जा सकता है। एक डबल बैंड डीएनए का 5 'अंत।

ऐतिहासिक रूप से, एक्सोन्यूक्लाइज़, उन तत्वों की प्रकृति को स्पष्ट करने की प्रक्रिया में तत्वों का निर्धारण कर रहे थे जो न्यूक्लिक एसिड के निर्माण खंडों को एक साथ रखते थे: न्यूक्लियोटाइड्स।

इसके अलावा, कुछ पुरानी अनुक्रमण तकनीकों में एक्सोन्यूक्लीज़ की क्रिया को द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के उपयोग के साथ जोड़ा गया था।

चूंकि एक्सोन्यूक्लियस का उत्पाद ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स की प्रगतिशील रिलीज है, इसने अनुक्रम विश्लेषण के लिए एक सुविधाजनक उपकरण का प्रतिनिधित्व किया। यद्यपि विधि बहुत अच्छी तरह से काम नहीं करती थी, लेकिन यह छोटे दृश्यों के लिए उपयोगी थी।

इस तरह, न्यूक्लिक एसिड के हेरफेर के लिए एक्सोन्यूक्लिअस को प्रयोगशाला में बहुत लचीला और अमूल्य उपकरण माना जाता है।

संरचना

एक्सोन्यूक्लियूज़ में एक अत्यंत विविध संरचना है, इसलिए उनकी विशेषताओं को सामान्य करना संभव नहीं है। वही विभिन्न प्रकार के न्युक्लिआटस के लिए अतिरिक्त हो सकता है जो हम जीवित जीवों में पाते हैं। इसलिए, हम एक बिंदु एंजाइम की संरचना का वर्णन करेंगे।

Exonuclease I (ExoI) मॉडल जीव Escherichia कोलाई से लिया एक मोनोमेरिक एंजाइम है, जो आनुवंशिक सामग्री के पुनर्संयोजन और मरम्मत में शामिल है। क्रिस्टलोग्राफिक तकनीकों के आवेदन के लिए धन्यवाद, इसकी संरचना सचित्र थी।

पोलीमरेज़ के एक्सोन्यूक्लिज़ डोमेन के अलावा, एंजाइम में SH3 नामक अन्य डोमेन शामिल हैं। सभी तीन क्षेत्र एक प्रकार का C बनाने के लिए संयोजित होते हैं, हालाँकि कुछ खंड एक O के समान ही एंजाइम बनाते हैं।

संदर्भ

1. ब्रेयर, WA, और मैथ्यू, बीडब्ल्यू (2000)। एस्चेरिचिया कोलाई एक्सोन्यूक्लेज़ की संरचना से मुझे पता चलता है कि प्रक्रियात्मकता कैसे प्राप्त की जाती है। प्रकृति संरचनात्मक और आणविक जीवविज्ञान, 7 (12), 1125।
2. ब्राउन, टी। (2011)। आनुवंशिकी का परिचय: एक आणविक दृष्टिकोण। माला विज्ञान।
3. डेविडसन, जे।, और एडम्स, आरएलपी (1980)। डेविडसन के न्यूक्लिक एसिड की जैव रसायन। मैं पलट गया।
4. Hsiao, YY, Duh, Y., Chen, YP, Wang, YT, & Yuan, HS (2012)। एक एक्सोन्यूक्लिज़ कैसे तय करता है कि न्यूक्लिक एसिड को ट्रिमिंग में कहां रोकना है: आरएनएस टी - उत्पाद परिसरों की क्रिस्टल संरचनाएं। न्यूक्लिक एसिड अनुसंधान, 40 (16), 8144-8154।
5. खरे, वी।, और एकर्ट, केए (2002)। डीएनए पोलीमरेज़ की प्रूफरीडिंग 3 5 → 5 on एक्सोन्यूक्लीज गतिविधि: डीएनए संश्लेषण करने के लिए गतिज अवरोध। म्यूटेशन रिसर्च / फंडामेंटल एंड मॉलिक्यूलर मैकेनिज्म ऑफ म्यूटेनेसिस, 510 (1-2), 45-54।
6. कोलोडनर, आरडी, और मार्सिस्की, जीटी (1999)। यूकेरियोटिक डीएनए बेमेल मरम्मत। आनुवंशिकी और विकास में वर्तमान राय, 9 (1), 89-96।
7. निशिनो, टी।, और मोरिकावा, के। (2002)। डीएनए की मरम्मत में न्यूक्लीयरों की संरचना और कार्य: डीएनए कैंची की आकृति, पकड़ और ब्लेड। ओंकोजीन, 21 (58), 9022।
8. ओरेन्स, जे।, मैकस्वीनी, ईए, अय्यर, आरआर, हस्ट, एमए, हीलिंगा, एचडब्ल्यू, मोडरिच, पी।, और बेज़, एलएस (2011)। मानव एक्सोन्यूक्लेज 1 डीएनए परिसरों की संरचनाएं न्यूक्लियस परिवार के लिए एक एकीकृत तंत्र का सुझाव देती हैं। सेल, 145 (2), 212-223।
9. यांग, डब्ल्यू। (2011)। Nucleases: संरचना, कार्य और तंत्र की विविधता। बायोफिज़िक्स की त्रैमासिक समीक्षा, 44 (1), 1-93।