Exonucleasa - Exonuclease
Las exonucleasas son enzimas que funcionan escindiendo los nucleótidos de uno en uno desde el extremo (exo) de una cadena polinucleotídica. Se produce una reacción de hidrolización que rompe los enlaces fosfodiéster en el extremo 3 'o 5' . Su pariente cercano es la endonucleasa , que escinde los enlaces fosfodiéster en el medio (endo) de una cadena de polinucleótidos. Los eucariotas y procariotas tienen tres tipos de exonucleasas implicadas en el recambio normal del ARNm : exonucleasa 5 'a 3' (Xrn1) , que es una proteína de desintegración dependiente ; Exonucleasa 3 'a 5', una proteína independiente; y exonucleasa 3 'a 5' específica de poli (A).
En tanto arqueas y eucariotas , una de las principales vías de degradación del ARN se lleva a cabo por el multi-proteína exosome complejo , que consiste en gran parte de 3 'a 5' exoribonucleases .
Importancia para la polimerasa
Se sabe que la ARN polimerasa II está en efecto durante la terminación de la transcripción; trabaja con una exonucleasa 5 '(gen humano Xrn2) para degradar la transcripción recién formada corriente abajo, dejando el sitio de poliadenilación y disparando simultáneamente la polimerasa. Este proceso implica que la exonucleasa se ponga al día con la pol II y finalice la transcripción.
Luego, Pol I sintetiza nucleótidos de ADN en lugar del cebador de ARN que acababa de eliminar. La ADN polimerasa I también tiene actividad de exonucleasa de 3 'a 5' y de 5 'a 3', que se utiliza para editar y corregir errores en el ADN. El 3 'a 5' solo puede eliminar un mononucleótido a la vez, y la actividad 5 'a 3' puede eliminar mononucleótidos o hasta 10 nucleótidos a la vez.
Tipos de E. coli
En 1971, Lehman IR descubrió la exonucleasa I en E. coli . Desde ese momento, ha habido numerosos descubrimientos que incluyen: exonucleasa, II, III , IV, V , VI, VII y VIII. Cada tipo de exonucleasa tiene un tipo específico de función o requisito.
La exonucleasa I rompe el ADN monocatenario en una dirección 3 '→ 5', liberando desoxirribonucleósidos 5'-monofosfatos uno tras otro. No escinde las cadenas de ADN sin grupos terminales 3'-OH porque están bloqueadas por grupos fosforilo o acetilo.
La exonucleasa II está asociada con la ADN polimerasa I, que contiene una exonucleasa 5 'que corta el cebador de ARN contenido inmediatamente aguas arriba del sitio de síntesis de ADN de una manera 5' → 3 '.
La exonucleasa III tiene cuatro actividades catalíticas:
- Actividad de exodesoxirribonucleasa 3 'a 5', que es específica para el ADN bicatenario
- Actividad de RNasa
- Actividad 3 'fosfatasa
- Actividad de la endonucleasa AP (que luego se denominó endonucleasa II).
La exonucleasa IV agrega una molécula de agua, por lo que puede romper el enlace de un oligonucleótido al nucleósido 5 'monofosfato. Esta exonucleasa requiere Mg 2+ para funcionar y funciona a temperaturas más altas que la exonucleasa I.
La exonucleasa V es una enzima hidrolizante de 3 'a 5' que cataliza el ADN bicatenario lineal y el ADN monocatenario, que requiere Ca2 + . Esta enzima es extremadamente importante en el proceso de recombinación homóloga .
La exonucleasa VIII es una proteína dimérica de 5 'a 3' que no requiere ATP ni ningún hueco o muesca en la hebra, pero requiere un grupo 5 'OH libre para llevar a cabo su función.
Descubrimientos en humanos
Se sabe que la endonucleasa de tipo humano 3 'a 5' es esencial para el procesamiento adecuado del pre-ARNm de histonas, en el que U7 snRNP dirige el proceso de escisión única. Después de la eliminación del producto de escisión aguas abajo (DCP), Xrn1 continúa descomponiendo el producto hasta que se degrada por completo. Esto permite reciclar los nucleótidos. Xrn1 está vinculado a una actividad de escisión cotranscripcional (CoTC) que actúa como un precursor para desarrollar un extremo libre 5 'desprotegido, por lo que la exonucleasa puede eliminar y degradar el producto de escisión aguas abajo (DCP). Esto inicia la terminación de la transcripción porque uno no quiere que se acumulen hebras de ADN o ARN en sus cuerpos.
Descubrimientos en levadura
CCR4-Not es un complejo regulador de la transcripción general en la levadura en ciernes que se asocia con el metabolismo del ARNm , el inicio de la transcripción y la degradación del ARNm. Se ha encontrado que CCR4 contiene ARN y actividades de exonucleasa 3 'a 5' de ADN monocatenario . Otro componente asociado con CCR4-Not es la proteína CAF1, que se ha encontrado que contiene dominios de exonucleasa 3 'a 5' o 5 'a 3' en el ratón y Caenorhabditis elegans . Esta proteína no se ha encontrado en la levadura, lo que sugiere que es probable que tenga un dominio de exonucleasa anormal como el que se observa en un metazoo. La levadura contiene exonucleasa Rat1 y Xrn1. El Rat1 funciona igual que el tipo humano (Xrn2) y la función Xrn1 en el citoplasma está en la dirección 5 'a 3' para degradar los ARN (ARNr pre-5.8s y 25s) en ausencia de Rat1.
En los coronavirus beta , incluido el SARS-CoV-2 , una exonucleasa de corrección de pruebas, nsp14-ExoN, que forma parte del genoma viral, es responsable de la recombinación que está implicada en la aparición de nuevas cepas.
Referencias
enlaces externos
- Exonucleasas en los títulos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
