نوكلياز هي مجموعة متنوعة للغاية وتشمل كل من البروتينات وRNAs التحفيزية (الريبوزيات)، ولا توجد طريقة بسيطة لتصنيفها وتقسيمها، وبناءً على تفضيل الركيزة، يمكن تقسيم نوكليازات إلى (DNases وRNases).
مفهوم إنزيم النوكلياز
تشير نوكليازات إلى الإنزيمات التي تشق تحللًا مائيًا روابط الفوسفوديستر بين النيوكليوتيدات، أو الأحماض النووية، في الحمض النووي والحمض النووي الريبي، والنيوكليوتيدات هي اللبنات الأساسية للأحماض النووية وتتكون من أربع قواعد: الأدينين والسيتوزين والجوانين والثيمين.
تعمل النيوكليزات عن طريق تحديد تسلسل النوكليوتيدات، والارتباط بالحمض النووي أو الحمض النووي الريبي عبر الموقع النشط للإنزيم، وإزالة إما نوكليوتيد واحد أو مجموعة من النيوكليوتيدات.
بنية وهيكل النوكلياز
- تحفز نوكليازات الحمض النووي انقسام روابط الفوسفوديستر، ولهذه الإنزيمات أدوارًا مهمة في العديد من عمليات إصلاح الحمض النووي، والتي تتضمن تكرار الحمض النووي وإصلاح استئصال القاعدة وإصلاح ختان النوكليوتيدات وإصلاح عدم التطابق وإصلاح كسر الشرائط المزدوجة.
- في السنوات الأخيرة، تم الإبلاغ عن نوكليازات جديدة تشارك في العديد من عمليات إصلاح الحمض النووي، بما في ذلك مجمع Mus81:Mms4 (Eme1)، الذي يعمل خلال المرحلة الانتصافية ومركب (Artemis: DNA-PK)، الذي يعالج إعادة تركيب V (D) J متوسط. تسبب عيوب هذه النيوكليزات عدم استقرار وراثي أو نقص مناعي حاد.
- وبالتالي، فإن البيولوجيا الهيكلية على إجراءات نوكلياز مختلفة ضرورية لتوضيح الآلية الجزيئية لآلية إصلاح الحمض النووي المعقدة، وتتراكم المعلومات الهيكلية ثلاثية الأبعاد للنوكليازات بسرعة، وبالتالي توفير رؤى مهمة في البنى الجزيئية، وكذلك التعرف على الحمض النووي وآليات الانقسام.
- وفقًا للآلية التحفيزية، يمكن تقسيم جميع النيوكليازات إلى ثلاث فئات رئيسية بناءً على ما إذا كان لا يوجد أيون معدني واحد أو اثنين.
- مع ذلك، فإن كل فئة من هذه الفئات تشمل العديد من العائلات المختلفة والعائلات الكبيرة، وعلى سبيل المثال، تشتمل نوكليازات ثنائية المعدن التي تعتمد على أيون على كلاً من إنزيمات البروتين والريبوزيمات، ويمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا في البنية الثلاثية ومخطط تنسيق الأيونات المعدنية والوظيفة الخلوية.
