L'elicasi è un enzima? 9 fatti (leggi prima questo!)

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Il suffisso -asi viene aggiunto all'estremità di un enzima a seconda del nome del substrato. Impariamo alcuni fatti sulla natura enzimatica dell'elicasi.

L'elicasi è un enzima necessario per il metabolismo dell'acido nucleico come la replicazione, la trascrizione, la traduzione, la riparazione e la ricombinazione. Esistono principalmente due tipi di elicasi, DNA e RNA elicasi.

Sono uno nel gruppo degli enzimi idrolizzanti. Poiché l'enzima elicasi rompe l'elica del DNA, è chiamato elicasi.

Vediamo che tipo di enzima elicasi è, dove si trovano, come vengono prodotti e molte altre domande correlate in questo articolo.

Cosa sono gli enzimi elicasi?

Tutti gli enzimi sono proteine ​​e tutti gli enzimi sono divisi in classi diverse in base al loro ruolo. Conosciamo meglio l'enzima elicasi.

Le elicasi sono un grande gruppo di enzimi appartenenti alla classe delle idrolasi che determinano la scissione del substrato. Sono fondamentalmente proteine ​​motorie che si muovono in modo unidirezionale durante il processo di replicazione. Aiutano a separare il DNA a doppio filamento per l'inizio del processo di replicazione.

È possibile accedere al citoplasma delle cellule animali da una classe di motori molecolari noti come proteine ​​motorie o enzimi elicasi. Idrolizzando l'ATP, trasformano l'energia chimica in lavoro meccanico.

Dove si trovano gli enzimi elicasi?

Tutti gli eucarioti contengono l'enzima elicasi per varie reazioni metaboliche. Scopriamo la posizione esatta dell'enzima elicasi.

Gli enzimi elicasi si trovano specificamente nella regione nucleare di una cellula. Nelle piante, le elicasi si trovano nei cloroplasti, nei nuclei e nei mitocondri. All'interno del nucleo, le elicasi si trovano sul cromosoma X.

Funzioni dell'enzima elicasi

L'elicasi è uno degli enzimi importanti utilizzati nella via metabolica. Conosciamo meglio le sue funzioni.

Di seguito sono riportate alcune delle importanti funzioni degli enzimi elicasi:

  • Usando la potenza dell'idrolisi dell'ATP, che è caratterizzata dalla rottura dei legami idrogeno tra le basi nucleotidiche ricotte, le elicasi vengono spesso utilizzate per separare i filamenti di una doppia elica di DNA o di una molecola di RNA autoricotto.
  • Aiutano anche a facilitare la ricombinazione del DNA omologo ed eliminare le proteine ​​legate agli acidi nucleici.
  • Le elicasi rendono più facile per l'RNA passare attraverso processi metabolici come traduzione, trascrizione, biogenesi del ribosoma, splicing dell'RNA, trasporto, modifica e disintegrazione.
  • Ciascuna elicasi si muove gradualmente lungo il singolo filamento di acido nucleico del duplex con una direzionalità unica per quell'enzima.
  • Le elicasi possono funzionare molto più rapidamente in vivo che in vitro, perché le proteine ​​ausiliarie aiutano a destabilizzare la giunzione a forcella. 
  • Tutti i processi relativi all'RNA, inclusi trascrizione, splicing e traduzione, coinvolgono le elicasi di RNA, che sono responsabili della modifica della forma delle molecole di RNA.
  • Tutte le elicasi hanno motivi di sequenza (modello di sequenza di nucleotide e amminoacidi) all'interno della loro struttura centrale che sono importanti nel legame dell'ATP, nell'idrolisi dell'ATP e nella traslocazione lungo il substrato dell'acido nucleico.
  • Le elicasi dell'RNA svolgono un ruolo cruciale nel riconoscimento degli RNA dei virioni.

Struttura degli enzimi elicasi

Diversi tipi di enzimi elicasi sono presenti negli eucarioti a seconda della loro struttura e funzione. Esploriamo di più sulla loro struttura.

L'elicasi ha solitamente una struttura esamerica a forma di anello. La struttura primaria della DNA elicasi è costituita da 3 polimeri con quattordici lunghe catene di residui di amminoacidi. Sei subunità identiche sono disposte in modo esagonale nella DNA elicasi rivelata dalla struttura cristallina del batteriofago T7.

Inaspettatamente, l'anello non è simmetrico di sei volte, ma è piuttosto compresso in modo significativo. Fatta eccezione per l'elicasi di mantenimento minicromosomico eucariotico (MCM), tutte le elicasi esameriche hanno una struttura a forma di anello distintiva e sono omoesameri. Le dodici elicasi esameriche conosciute funzionano principalmente nella trascrizione, nella ricombinazione e replicazione del DNA.

Che tipo di enzima è l'elicasi?

Tutti gli enzimi sono di natura proteica. Esploriamo che tipo di enzima elicasi è.

Gli enzimi elicasi sono quegli enzimi che appartengono alla classe delle idrolasi e alla sottoclasse delle traslocasi. Il complesso avvolgimento della molecola di DNA nei cromosomi rende il suo svolgimento un compito difficile. Utilizzando l'idrolisi dell'ATP come fonte di energia, gli enzimi elicasi aiutano a svelare la doppia elica.

Ciò che è importante sugli enzimi delle elicasi?

L'enzima elicasi svolge un ruolo cruciale durante la replicazione del DNA. Scopriamo l'importanza degli enzimi elicasi.

L'enzima elicasi è importante a causa della sua specificità del substrato. La specificità del substrato può essere determinata dalla direzione in cui si muove sulla molecola. L'elicasi di solito si muove sulla molecola di acido nucleico in modo unidirezionale che può essere 5′-3′ o 3′-5′.

La direzionalità dell'elica è determinata dalla polarità del filo a cui è attaccata. Ad esempio, le elicasi 5′3′ si attaccano in modo molto efficace a substrati con una sporgenza di 5′ ma molto male a quelli con una sporgenza di 3′ ssDNA. 

Come vengono prodotti gli enzimi elicasi e quando?

Gli enzimi elicasi sono fondamentalmente ripiegamenti proteici. Esploriamo come e quando si formano gli enzimi elicasi.

Le elicasi sono formate da 464 residui di amminoacidi comprendenti una struttura primaria a catena lunga. Durante la replicazione, le catene laterali degli amminoacidi interagiscono tra loro e producono una struttura terziaria di elicasi che è funzionale.

Le elicasi del DNA svolgono il DNA in luoghi noti come origine della replicazione o ori durante la replicazione del DNA, dove inizierà la sintesi. La forcella di replicazione, così chiamata perché i due filamenti di DNA sembrano biforcati mentre vengono decompressi, è una struttura che viene creata mentre la DNA elicasi procede a svolgere il DNA.

Quali sono i tre modelli forniti per lo svolgimento del DNA dalle elicasi enzimatiche?

I meccanismi di traslocazione unidirezionale e separazione delle coppie di basi aiutano nello svolgimento catalitico di lunghi segmenti di DNA. Diamo un'occhiata ai tre modelli per lo svolgimento del DNA.

I tre modelli generali sono proposti secondo l'interazione dell'elicasi con l'elica del DNA. Questi sono :

  1. Modello a cuneo
  2. Modello torsionale e
  3. Modello destabilizzante dell'elica.

Modello a cuneo

Nel modello a cuneo, l'elicasi si lega alla regione di svolgimento e strettamente legata all'unico filamento del DNA. L'altro filamento non interagisce specificamente con l'elicasi.

Modello torsionale

Nel modello torsionale, l'esamero elicasi si impegna con entrambi i filamenti, un filamento è strettamente legato al sito del canale mentre l'altro filamento interagisce anche con la regione esterna dell'esamero che genera coppia e ruota entrambi i filamenti.

Modello destabilizzante dell'elica

Nel modello destabilizzante l'elica, l'esamero interagisce con uno dei filamenti separati nel canale centrale e interagisce anche con il dsDNA sulle parti esterne dell'esamero. La regione duplex viene fusa dall'elicasi e trasloca unidirezionalmente lungo il DNA nel canale centrale.

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è l'elicasi un enzima
Tre modelli proposti per lo svolgimento del DNA mediante l'enzima elicasi

Classificazione delle eliche

A seconda della loro funzione, le elicasi sono classificate in molti tipi. Scopriamo su quale base vengono classificati gli enzimi elicasi.

Gli enzimi elicasi si distinguono in base alla struttura dell'anello, al tipo di elica e alla polarità.

La classificazione degli enzimi elicasi è dettagliata di seguito:

Classificato in base alla formazione della struttura ad anello

Le elicasi enzimatiche sono classificate in sei superfamiglie (SF). Le eliche che non formano una struttura ad anello sono classificate in SF 1 e SF 2. Quelle che fanno una struttura ad anello sono classificate in SF3-SF6.

Classificato in base al tipo di elica

Le elicasi sono anche classificate come α e β elicasi a seconda del tipo di elica da catalizzare da esse. Le elicasi α generalmente interagiscono con il DNA a singolo filamento mentre la β elicasi interagisce con il DNA a doppio filamento.

Classificato in base alla polarità

Un'altra classificazione delle elicasi viene eseguita sulla base della polarità poiché lavorano in unidirezionale insieme all'acido nucleico. Le polarità di traslocazione sono di due tipi: il tipo A funziona con polarità 3'-5' mentre il tipo B funziona bene con polarità 5'-3'.

Conclusione

Per concludere questo post, concludiamo che l'elicasi è un enzima che appartiene alla classe delle idrolasi. L'enzima Helicases aiuta a rompere i legami idrogeno degli acidi nucleici per separarli per la replicazione del DNA. Oltre a questa funzione, le elicasi prendono anche parte a vari percorsi metabolici come la riparazione e la ricombinazione del DNA.

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