HELICASA: विशेषताएँ, संरचनाएँ और कार्य - शरीर रचना विज्ञान और शरीर विज्ञान - 2025

Helicase प्रोटीन hydrolytic प्रकार है कि सभी जीवित जीवों के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं की एंजाइमों के एक समूह को संदर्भित करता है; उन्हें मोटर प्रोटीन भी कहा जाता है। ये सेल साइटोप्लाज्म के माध्यम से चलते हैं, रासायनिक ऊर्जा को एटीपी हाइड्रोलिसिस के माध्यम से यांत्रिक कार्यों में परिवर्तित करते हैं।

इसका सबसे महत्वपूर्ण कार्य न्यूक्लिक एसिड के नाइट्रोजनस बेस के बीच हाइड्रोजन बांड को तोड़ना है, इस प्रकार उनकी प्रतिकृति की अनुमति है। यह जोर देना महत्वपूर्ण है कि हेलीकॉप्टर व्यावहारिक रूप से सर्वव्यापी हैं, क्योंकि वे वायरस, बैक्टीरिया और यूकेरियोटिक जीवों में मौजूद हैं।

एस्चेरिचिया कोलाई की प्रतिकृति में शामिल एंजाइम। विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से सेसर बेनिटो जिमनेज़ से लिया और संपादित किया गया।

इन प्रोटीनों या एंजाइमों की पहली खोज 1976 में जीवाणु एस्चेरिचिया कोलाई में हुई थी; दो साल बाद लिली के पौधों में पहला हेलीकॉप्टर एक यूकेरियोटिक जीव में खोजा गया था।

वर्तमान में, हेलीकॉप्टर प्रोटीन को वायरस सहित सभी प्राकृतिक राज्यों में चित्रित किया गया है, जिसका अर्थ है कि इन हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों, जीवों में उनके कार्यों और उनकी यंत्रवत भूमिका के बारे में एक विशाल ज्ञान उत्पन्न किया गया है।

विशेषताएँ

हेलिकेस जैविक या प्राकृतिक मैक्रोमोलेक्यूल हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं (एंजाइम) को तेज करते हैं। उन्हें मुख्य रूप से हाइड्रोलिसिस के माध्यम से एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) रासायनिक परिसरों को अलग करने की विशेषता है।

ये एंजाइम डीईपी को डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) और राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) के परिसरों को बांधने और फिर से तैयार करने के लिए उपयोग करते हैं।

कम से कम 2 प्रकार के हेलीकाप्टर हैं: डीएनए और आरएनए।

डीएनए हेलीकॉप्टर

डीएनए हेलीकॉप्टर डीएनए प्रतिकृति में कार्य करते हैं और दोहरे स्ट्रैंड वाले डीएनए को एकल स्ट्रैंड में अलग करने की विशेषता रखते हैं।

आरएनए हेलीकॉप्टर

ये एंजाइम राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) की चयापचय प्रक्रियाओं और गुणन, प्रजनन या राइबोसोमल जैवजनन में कार्य करते हैं।

आरएनए हेलीकॉप्टर मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) और प्रोटीन संश्लेषण की दीक्षा के बाद की प्रक्रिया में भी महत्वपूर्ण है, सेल नाभिक में डीएनए के आरएनए को ट्रांसक्रिप्शन के बाद।

वर्गीकरण

इन एंजाइमों को उनके अमीनो एसिड सीक्वेंसिंग होमोलॉजी के अनुसार कोर एमिनो एसिड ATPase डोमेन, या साझा अनुक्रमण रूपांकनों द्वारा विभेदित किया जा सकता है। वर्गीकरण के अनुसार, इन्हें 6 सुपरफैमिली (SF 1-6) में बांटा गया है:

SF1

इस सुपरफैमिली के एंजाइमों में 3 5-5 ′ या 5 3-3 ocation अनुवाद का ध्रुवीकरण होता है और यह रिंग संरचनाओं का निर्माण नहीं करता है।

SF2

यह हेलिकॉप्टरों के सबसे व्यापक समूह के रूप में जाना जाता है और मुख्य रूप से आरएनए हेलीकॉप्टरों से बना है। उनके पास आमतौर पर 3′-5 They के साथ बहुत कम अपवादों के साथ एक ट्रांसलोकेशन पोलरिटी है।

उनके नौ मोटिफ्स हैं (अंग्रेजी रूपांकनों से, जो अत्यधिक संरक्षित अमीनो एसिड अनुक्रमों के "पुनरावर्ती तत्वों" का अनुवाद करता है) और एसएफ 1 की तरह, रिंग संरचनाएं नहीं बनाते हैं।

SF3

वे वायरस के विशिष्ट हेलिकॉप्टर हैं और 3 5-5 characteristic का एक अनूठा अनुवाद है। वे केवल चार अत्यधिक संरक्षित अनुक्रम रूपांकनों और अंगूठी संरचनाओं या छल्ले के अधिकारी हैं।

SF4

उन्हें पहले बैक्टीरिया और बैक्टीरियोफेज में वर्णित किया गया था। वे प्रतिकृति या प्रतिकृति हेलीकॉप्टर का एक समूह हैं।

उनके पास 5′-3 They का एक अनूठा अनुवाद ध्रुवीकरण है, और इसमें पांच उच्च संरक्षित अनुक्रम रूपांकनों हैं। इन हेलीकाप्टरों की विशेषता होती है छल्ले बनाना।

SF5

वे आरएच कारक प्रकार के प्रोटीन हैं। SF5 सुपरफ़ैमिली के हेलीकॉप्टर प्रोकैरियोटिक जीवों की विशेषता हैं और हेक्सामेरिक एटीपी-निर्भर हैं। उन्हें SF4 से निकटता से संबंधित माना जाता है; इसके अलावा, उनके पास कुंडलाकार और गैर-कुंडलाकार आकार हैं।

SF6

वे स्पष्ट रूप से SF3 सुपरफैमिली से संबंधित प्रोटीन हैं; हालाँकि, SF6 विभिन्न सेलुलर गतिविधियों (AAA प्रोटीन) से जुड़े ATPase प्रोटीन का एक डोमेन प्रस्तुत करता है जो SF3 में मौजूद नहीं है।

संरचना

संरचनात्मक रूप से, सभी हेलीकाप्टरों में उनके प्राथमिक संरचना के पूर्वकाल भाग में अत्यधिक संरक्षित अनुक्रम रूपांकनों हैं। अणु के एक हिस्से में एक विशेष अमीनो एसिड व्यवस्था होती है जो प्रत्येक हेलीकॉप्टर के विशिष्ट कार्य पर निर्भर करती है।

सबसे संरचनात्मक रूप से अध्ययन किए गए हेलीकॉप्टर एसएफ 1 सुपरफ़ैमिली के हैं। इन प्रोटीनों को बहुक्रियाशील आरईए प्रोटीन के समान 2 डोमेन में क्लस्टर करने के लिए जाना जाता है, और ये डोमेन उनके बीच एक एटीपी बाइंडिंग पॉकेट बनाते हैं।

गैर-संरक्षित क्षेत्र में विशिष्ट डोमेन हो सकते हैं जैसे डीएनए मान्यता प्रकार, सेल स्थानीयकरण डोमेन और प्रोटीन-प्रोटीन।

EIF4A-PDCD4 परिसर की क्रिस्टल संरचना। ECD4A1 Helicase सबयूनिट का डिमर, PDCD4 (सियान) से बंधा है। इसे से लिया और संपादित किया गया: अयाकोपप्लेस ने इसे विकिमीडिया कॉमन्स से लिया।

Funciones

ADN helicasa

Las funciones de estas proteínas dependen de una importante variedad de factores, entre los que destacan el estrés ambiental, el linaje de las células, los antecedentes genéticos y las etapas del ciclo celular.

Se sabe que las ADN helicasas de la SF1 cumplen funciones específicas en la reparación, replicación, trasferencia y recombinación del ADN.

Separan cadenas de una doble hélice del ADN y participan en el mantenimiento de los telómeros, en reparaciones por rotura de la doble hebra y en la eliminación de proteínas asociadas a los ácidos nucleicos.

ARN helicasa

Como fue mencionado previamente, las ARN helicasas son vitales en la gran mayoría de los procesos metabólicos del ARN, y también se conoce que estas proteínas participan en la detección de ARN viral.

Además, actúan en la respuesta inmunitaria antiviral, ya que detectan ARN extraños o ajenos al organismo (en vertebrados).

Importancia médica

Las helicasas ayudan a las células a superar el estrés endógeno y exógeno, evitando la inestabilidad cromosómica y manteniendo el equilibrio celular.

La falla de este sistema o equilibrio homeostático está relacionada con mutaciones genéticas que implican genes que codifican proteínas del tipo helicasas; por esta razón son objeto de estudios biomédicos y genéticos.

A continuación mencionaremos algunas de las enfermedades relacionadas con mutaciones en genes que codifican ADN como proteínas de tipo helicasa:

Síndrome de Werner

Es una enfermedad genética originada por una mutación de un gen denominado WRN, que codifica una helicasa. La helicasa mutante no actúa correctamente y ocasiona una serie de enfermedades que, en conjunto conforman, el síndrome de Werner.

La principal característica de los que padecen esta patología es su envejecimiento prematuro. Para que se manifieste la enfermedad el gen mutante debe heredarse de ambos progenitores; su incidencia es muy baja y no existe tratamiento para su cura.

Síndrome de Bloom

El síndrome de Bloom es una enfermedad genética producto de la mutación de un gen autosómico denominado BLM que codifica una proteína helicasa. Solo se presenta para individuos homocigotos para ese carácter (recesivo).

La característica principal de esta rara enfermedad es la hipersensibilidad a luz solar, que ocasiona lesiones en la piel del tipo rash eritromatoso. Aún no existe cura.

Síndrome de Rothmund-Thomson

También es conocido como poiquilodermia atrófica congénita. Es una patología de origen genético muy poco frecuente: hasta la fecha existen menos de 300 casos descritos en el ámbito mundial.

Se origina por una mutación del gen RECQ4, un gen autosómico y de manifestación recesiva que se ubica en el cromosoma 8.

Los síntomas o padecimientos de este síndrome incluyen cataratas juveniles, anomalías en el sistema esquelético, despigmentación, dilataciones capilares y atrofia en la piel (poiquilodermia). En algunos casos pueden presentarse hipertiroidismo y deficiencia en la producción de testosterona.

Referencias

1. R.M. Brosh (2013). DNA helicases involved in DNA repair and their roles in cancer. Nature Reviews Cancer.
2. Helicase. Recuperado de nature.com.
3. Helicase. Recuperado de en.wikipedia.org.
4. A. Juárez, L.P. Islas, A.M. Rivera, S.E. Tellez, M.A. Duran (2011). Síndrome de Rothmund-Thompson (poiquilodermia atrofica congénita) en mujer gestante. Clínica e Investigación en Ginecología y Obstetricia.
5. K.D. Raney, A.K. Byrd, S. Aarattuthodiyil (2013). Structure and Mechanisms of SF1 DNA Helicases. Advances in Experimental Medicine and Biology.
6. Síndrome de Bloom. Recuperado de medicina.ufm.edu.
7. M. Singleton, M.S. Dillingham, D.B. Wigley (2007). Structure and mechanism of Helicases and Nucleic Acid Translocases. Annual Review of Biochemistry.