Exonuclease - Exonuclease
As exonucleases são enzimas que funcionam clivando nucleotídeos um de cada vez a partir do final (exo) de uma cadeia polinucleotídica. Ocorre uma reação de hidrólise que quebra as ligações fosfodiéster na extremidade 3 'ou 5' . Seu parente próximo é a endonuclease , que cliva ligações fosfodiéster no meio (endo) de uma cadeia polinucleotídica. Os eucariotos e procariontes têm três tipos de exonucleases envolvidas no turnover normal do mRNA : 5 ′ a 3 ′ exonuclease (Xrn1) , que é uma proteína de decapagem dependente; 3 'a 5' exonuclease, uma proteína independente; e exonuclease de 3 'a 5' específica de poli (A).
Tanto em arquéias quanto em eucariotos , uma das principais rotas de degradação do RNA é realizada pelo complexo exossomo multiproteico , que consiste principalmente de 3 a 5 exoribonucleases .
Significado para polimerase
A RNA polimerase II é conhecida por estar em efeito durante a terminação da transcrição; ele funciona com uma exonuclease 5 '(gene humano Xrn2) para degradar o transcrito recém-formado a jusante, deixando o local de poliadenilação e simultaneamente disparando a polimerase. Este processo envolve a captura da exonuclease pela pol II e o término da transcrição.
A Pol I então sintetiza nucleotídeos de DNA no lugar do primer de RNA que acabou de remover. A DNA polimerase I também tem atividade de exonuclease de 3 'para 5' e 5 'para 3', que é usada na edição e revisão de DNA para erros. O 3 'para 5' pode remover apenas um mononucleotídeo por vez, e a atividade de 5 'para 3' pode remover mononucleotídeos ou até 10 nucleotídeos por vez.
Tipos de E. coli
Em 1971, Lehman IR descobriu a exonuclease I em E. coli . Desde aquela época, houve inúmeras descobertas, incluindo: exonuclease, II, III , IV, V , VI, VII e VIII. Cada tipo de exonuclease tem um tipo específico de função ou requisito.
A exonuclease I quebra o DNA de fita simples em uma direção 3 '→ 5', liberando desoxirribonucleosídeo 5'-monofosfatos um após o outro. Ele não cliva as fitas de DNA sem grupos terminais 3'-OH porque eles são bloqueados por grupos fosforil ou acetil.
A exonuclease II está associada à DNA polimerase I, que contém uma exonuclease 5 'que corta o primer de RNA contido imediatamente a montante do local de síntese de DNA de uma maneira 5' → 3 '.
A exonuclease III tem quatro atividades catalíticas:
- Atividade de exodeoxirribonuclease de 3 'a 5', que é específica para DNA de fita dupla
- Atividade RNase
- Atividade de fosfatase 3 '
- Atividade da endonuclease AP (mais tarde chamada de endonuclease II).
A exonuclease IV adiciona uma molécula de água, de modo que pode quebrar a ligação de um oligonucleotídeo ao nucleosídeo 5 'monofosfato. Esta exonuclease requer Mg 2+ para funcionar e funciona em temperaturas mais altas do que a exonuclease I.
A exonuclease V é uma enzima hidrolisante de 3 'a 5' que catalisa DNA de fita dupla linear e DNA de fita simples, que requer Ca2 + . Esta enzima é extremamente importante no processo de recombinação homóloga .
A exonuclease VIII é uma proteína dimérica de 5 'a 3' que não requer ATP ou quaisquer lacunas ou cortes na fita, mas requer um grupo 5 'OH livre para realizar sua função.
Descobertas em humanos
A endonuclease de tipo humano 3 'a 5' é conhecida por ser essencial para o processamento adequado de pré-mRNA de histona, em que U7 snRNP dirige o processo de clivagem única. Após a remoção do produto de clivagem a jusante (DCP), o Xrn1 continua a decompor o produto até que esteja completamente degradado. Isso permite que os nucleotídeos sejam reciclados. Xrn1 está ligado a uma atividade de clivagem co-transcricional (CoTC) que atua como um precursor para desenvolver uma extremidade 5 'desprotegida livre, de modo que a exonuclease pode remover e degradar o produto de clivagem a jusante (DCP). Isso inicia a terminação da transcrição porque não se deseja que as fitas de DNA ou RNA se acumulem em seus corpos.
Descobertas em fermento
O CCR4-Not é um complexo regulador de transcrição geral em leveduras de brotamento que está associado ao metabolismo do mRNA , início da transcrição e degradação do mRNA. Verificou-se que o CCR4 contém atividades de exonuclease 3 'a 5' de RNA e DNA de fita simples . Outro componente associado ao CCR4-Not é a proteína CAF1, que se descobriu conter os domínios de exonuclease 3 'a 5' ou 5 'a 3' no camundongo e em Caenorhabditis elegans . Essa proteína não foi encontrada na levedura, o que sugere que é provável que ela tenha um domínio de exonuclease anormal como aquele visto em um metazoário. Levedura contém Rat1 e Xrn1 exonuclease. O Rat1 funciona exatamente como o tipo humano (Xrn2) e a função de Xrn1 no citoplasma está na direção 5 'para 3' para degradar RNAs (rRNAs pré-5.8s e 25s) na ausência de Rat1.
Em beta Coronavírus , incluindo SARS-CoV-2 , uma exonuclease de leitura de prova, nsp14-ExoN, que faz parte do genoma viral, é responsável pela recombinação que está implicada na emergência de novas cepas.
Referências
links externos
- Exonucleases na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA Medical Subject Headings (MeSH)
