Nükleaz, nükleik asitleri kısmen veya tamamen parçalayan bir enzim tipidir. Bu enzimler gerek sindirim sisteminde, gerek de hücre içinde, örneğin hata tamiri, gen regülasyonu, viral savunma gibi önemli işlevlerin gerçekleşmesinde rol oynarlar. Nükleazlar, tiplerine bağlı olarak, DNA ve RNA zincirlerini çeşitli biçimlerde kesebilirler. Gen mühendisliğinde farklı nükleazlar DNA moleküllerinin arzu edilen biçime sokulmasında, ayrıca DNA ve RNA moleküllerinin yapılarının anlaşılmasında birer araç olarak kullanılır.
Sınıflandırma kıstasları
Nükleazların çeşitli özellikleri onların sınıflandırılmasında kullanılır.
- Enzimin : RNA (kesen enzimlere ribonükleaz denir), DNA (), RNA ve DNA (bu tür enzimlerin özel bir adı yoktur)
- Substratın ikincil yapısı: tek iplikli, çift iplikli, hem tek hem çift iplikli.
- Kesim yeri: uçlardan kesme (eksonükleaz), dahili kesme (endonükleaz), hem uçtan hem dahilî kesim.
- Şeker-fosfat zincirde kesim yeri: şekerin 5' konumu ve fosfat arasında kesim, şekerin 3' konumu ve fosfat arasında kesim.
- Baz dizisinin rolü: Diziye spesifik (restriksiyon endonüklazları), diziye nonspesifik.
- Orijin: Doğal nükleazlar, rekombinant (yapay) nükleazlar.
Nükleazlar genelde kaynaklarına göre adlandırılırlar. Özellikle restriksiyon endonüklazlarında, elde edildikleri organizma ve izolasyon ve karakterizasyon sırasına göre bir adlandırma sistemi kullanılır. Örneğin, , Escherichia coli R bakteri suşundan elde edilmiş ilk restriksiyon endonükleazıdır.
Adlandırma sistemi
'nin Adlandırma Komitesi'ne göre nükleazların çok büyük çoğunluğu hidrolaz (EC 3) ailesine aittir ve ester bağlarına etki ederler (EC 3.1). Nükleik asitleri sindiren esterazlar, yukarıda belirtilen kıstasların çeşitli kombinezonlarına göre EC 3.1.11 ile 3.1.31 arasındaki numaralara sahiptir.
Doğal işlevleri
Nükleazların bir kısmı beslenmek amaçlı olarak vücuda alınan nükleik asitlerin sindirilmesine yarar. Bazı bakteriler (örneğin Staphylococcus aureus) de tahrip ettikleri dokularda meydan gelen cerahattaki DNA'yı sindirmek için deoksiribonükleaz salgılarlar.
Nükleazlar hücrenin çalışmasında önemli rol oynarlar. DNA polimerazın DNA zincirine uzatmanın yanı sıra eksonükleaz aktivitesine sahiptir, bu sayede hatalı eklenmiş bazları zincirin ucundan çıkarabilir. Bazı endonükleazlar kimyasal zarar görmüş (örneğin oksidasyon sonucu) DNA parçalarını kesip çıkarırlar. Baz-eksizyon tamirinde görev alan DNAz III, bunun bir örneğidir., DNA ikileşmesinde kullanılan RNA primerini sonradan yok etmeye yarar. adlı endoribonükleaz, iki iplikli RNA'ları parçalar, bunun hem gen ifadesi düzenlenmesinde, hem de çift iplikli RNA virüslerine karşı korunmada rolü vardır. Mesajcı RNA'ların 3' uçlarından bir eksonükleaz tarafından sindirilmeleri onların kısa ömürlü olmasına neden olur, bu yüzden belli bir mRNA'ya gerek kalmayıp üretimi durunca kısa sürede o mRNA tükenir. Hatalı sentezlemiş mRNA'lar (bitiş kodonu olmayan veya çok erken gelen) ise (İng nonsense medıated mRNA decay) yolu ile özel endoribonükleazlar tarafından parçalanırlar.
Biyoteknolojide pek çok uygulaması olan restriksiyon enzimleri, bakterilerin kendilerini virüslerden korumak için evrimleştirmiş oldukları ait birer savunma aracıdır. Bu enzimler belli DNA dizilerini tanıyıp DNA'yı o noktada keserler ama o tanıma dizisi kimyasal bir modifikasyona uğramışsa kesmezler. Bakterinin kendi DNA'sı modifiye olmuştur ve dolayısıyla kesilmez, ama bakterinin içine giren bir virüs DNA'sı bu modifikasyonu taşımadığı için kesilir.
Uygulama
Laboratuvarda
Rekombinant DNA işlemlerinde çeşitli nükleazlar birer araç olarak kullanılırlar. Bunların başlıcaları ve kullanım amaçları aşağıda belirtilmiştir.
- Restriksiyon endonükleazları (çeşitli bakterilerden elde edilir), DNA'ya belli bir baz dizisinde bağlanıp o noktada veya oraya çok yakın bir noktada keserler. Bu özelliğe sahip olan ve farklı kesim dizileri tanıyan yüzlerce restriksiyon endonüklezı vardır, bunlardan uygun birini seçerek bir DNA'yı genelde uygun bir yerinden kesmek mümkündür. Bu yolla elde edilen DNA parçalarının sonradan birleştirilmesi amacıyla yeni DNA moleküllerinin elde edilmesi gen mühendisliğinin (rekombinant DNA teknolojisinin) temel yöntemlerinden biridir.
- (pankreastan elde edilir) çift ve tek zincili DNA'yı keser. RNA veya protein saflaştırmasında DNA'yı yok etmek için, DNA-protein bağlanma yerlerini haritalamak (DNAse I footprinting) ve DNA'nın nick translatıon yöntemiyle radyokatif işaretlenmesi amacıyla DNA'nın tek zincirinde kesikler yaratmakta kullanılır.
- (pankreas), RNA'yı pirimidin bazlarında keser. DNA izolasyonunda RNA'yı yok etmek amacıyla ve DNA/RNA hibritlerinde eşleşmemiş bazların olduğu noktalarda RNA'yı keserek mutasyonlarının haritalanması için kullanılır.
- (E. coli), çift iplikli (dupleks) DNA'nın 3' uçlarından nükleotitler çıkarır. Genelde lineer DNA moleküllerinin uşlarından farklı miktarlarda kısaltmalar elde etmek için kullanılır.
- (Mung fasulya filizleri), tek iplikli DNA'yı sindirir. Yapışkan uçlu DNA moleküllerinin uçlarının düzleştirilmesi için kullanılır.
- () çift iplikli DNA'nın hem 5' hem 3' ucundan sindiren bir eksonükleazdır. DNA parçalarının uçlarının kısaltılmasında kullanılır.
- (Aspergillus) düşük konsantrasyonda kullanılınca hem DNA hem RNA'nın tek iplikli halini keser. Yüksek konsantrasyonda çift iplikli nükleik asitleri (DNA:DNA, DNA:RNA, RNA:RNA) keser. Uygulamada, DNA:RNA komplekslerinin haritalanmasında ve tek iplikli uç uzantıları olan DNA parşalarının uçlarının düzleştirilmesi için kullanılır.
- (Aspergillus), RNA'yı guanin bazlarının 5' tarafından keser. DNA:RNA hibritlerinde tavlanmamış bölgelerin yok edilmesinde kullanılır.
Tıpta
Kistik fibroziste akciğerlerde biriken akyuvarlar parçalanınca açığa çıkan DNA, meydana gelen mukus tabakasının çok daha kıvamlı olmasına neden olur. Deoksiribonükleaz verilmesi ile bu DNA parçalanır ve hasta daha rahat nefes alabilir.
Dış bağlantılar
- Uluslararası Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Birliği'nin Adlandırma Komitesi [1] 1 Ekim 2005 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- EC group 3.1: "Ester bağlarına etki eden hidrolazlar": [2]3 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
Kaynakça
- ^ "EC 3.1 Acting on Ester Bonds". 3 Mart 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 20 Mayıs 2009.
- ^ Ronald W. Dudek (2007). High-Yield Physiology. Lippincott Williams & Wilkins. s. 180. ISBN .
- ^ Moselio Schaechter, N. Cary Engleberg, Victor J. DiRita, Terence Dermody (2006). Schaechter's mechanisms of microbial disease (4th ed. bas.). Lippincott Williams & Wilkins. ISBN .
- ^ Morita M, Stamp G, Robins P, Dulic A, Rosewell I, Hrivnak G, Daly G, Lindahl T, Barnes DE (Ağustos 2004). "Gene-targeted mice lacking the Trex1 (DNase III) 3'-->5' DNA exonuclease develop inflammatory myocarditis". Mol. Cell. Biol. 24 (15). ss. 6719-27. doi:10.1128/MCB.24.15.6719-6727.2004. (PMC) 444847 $2. (PMID) 15254239.
- ^ Qiu J, Qian Y, Frank P, Wintersberger U, Shen B (Aralık 1999). "Saccharomyces cerevisiae RNase H(35) functions in RNA primer removal during lagging-strand DNA synthesis, most efficiently in cooperation with Rad27 nuclease". Mol. Cell. Biol. 19 (12). ss. 8361-71. (PMC) 84926 $2. (PMID) 10567561.
- ^ Campbell TN, Choy FY (Ocak 2005). "RNA interference: past, present and future". Curr Issues Mol Biol. 7 (1). ss. 1-6. (PMID) 15580776.
- ^ Deleris A, Gallego-Bartolome J, Bao J, Kasschau KD, Carrington JC, Voinnet O (Temmuz 2006). "Hierarchical action and inhibition of plant Dicer-like proteins in antiviral defense". Science. 313 (5783). ss. 68-71. doi:10.1126/science.1128214. (PMID) 16741077.
- ^ Lodish, H, Berk A, Zipursky LS, Matsudaira P, Baltimore D, Darnell J (2000). Molecular Cell Biology (4th ed. bas.). Freeman. Erişim tarihi: 20 Mayıs 2009.
- ^ . 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Mayıs 2009.
- ^ . 17 Temmuz 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Mayıs 2009.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Nukleaz nukleik asitleri kismen veya tamamen parcalayan bir enzim tipidir Bu enzimler gerek sindirim sisteminde gerek de hucre icinde ornegin hata tamiri gen regulasyonu viral savunma gibi onemli islevlerin gerceklesmesinde rol oynarlar Nukleazlar tiplerine bagli olarak DNA ve RNA zincirlerini cesitli bicimlerde kesebilirler Gen muhendisliginde farkli nukleazlar DNA molekullerinin arzu edilen bicime sokulmasinda ayrica DNA ve RNA molekullerinin yapilarinin anlasilmasinda birer arac olarak kullanilir DNA ile komplekslesmis HindIII restriksiyon endonukleaziSiniflandirma kistaslariNukleazlarin cesitli ozellikleri onlarin siniflandirilmasinda kullanilir Enzimin RNA kesen enzimlere ribonukleaz denir DNA RNA ve DNA bu tur enzimlerin ozel bir adi yoktur Substratin ikincil yapisi tek iplikli cift iplikli hem tek hem cift iplikli Kesim yeri uclardan kesme eksonukleaz dahili kesme endonukleaz hem uctan hem dahili kesim Seker fosfat zincirde kesim yeri sekerin 5 konumu ve fosfat arasinda kesim sekerin 3 konumu ve fosfat arasinda kesim Baz dizisinin rolu Diziye spesifik restriksiyon endonuklazlari diziye nonspesifik Orijin Dogal nukleazlar rekombinant yapay nukleazlar Nukleazlar genelde kaynaklarina gore adlandirilirlar Ozellikle restriksiyon endonuklazlarinda elde edildikleri organizma ve izolasyon ve karakterizasyon sirasina gore bir adlandirma sistemi kullanilir Ornegin Escherichia coli R bakteri susundan elde edilmis ilk restriksiyon endonukleazidir Adlandirma sistemi nin Adlandirma Komitesi ne gore nukleazlarin cok buyuk cogunlugu hidrolaz EC 3 ailesine aittir ve ester baglarina etki ederler EC 3 1 Nukleik asitleri sindiren esterazlar yukarida belirtilen kistaslarin cesitli kombinezonlarina gore EC 3 1 11 ile 3 1 31 arasindaki numaralara sahiptir Dogal islevleriDNA ile komplekslesmis DNA Polimeraz I in eksonukleaz bolgesi bir ele benzer Ingilizce thumb basparmak fingers parmaklar palm avuc ici Nukleazlarin bir kismi beslenmek amacli olarak vucuda alinan nukleik asitlerin sindirilmesine yarar Bazi bakteriler ornegin Staphylococcus aureus de tahrip ettikleri dokularda meydan gelen cerahattaki DNA yi sindirmek icin deoksiribonukleaz salgilarlar Nukleazlar hucrenin calismasinda onemli rol oynarlar DNA polimerazin DNA zincirine uzatmanin yani sira eksonukleaz aktivitesine sahiptir bu sayede hatali eklenmis bazlari zincirin ucundan cikarabilir Bazi endonukleazlar kimyasal zarar gormus ornegin oksidasyon sonucu DNA parcalarini kesip cikarirlar Baz eksizyon tamirinde gorev alan DNAz III bunun bir ornegidir DNA ikilesmesinde kullanilan RNA primerini sonradan yok etmeye yarar adli endoribonukleaz iki iplikli RNA lari parcalar bunun hem gen ifadesi duzenlenmesinde hem de cift iplikli RNA viruslerine karsi korunmada rolu vardir Mesajci RNA larin 3 uclarindan bir eksonukleaz tarafindan sindirilmeleri onlarin kisa omurlu olmasina neden olur bu yuzden belli bir mRNA ya gerek kalmayip uretimi durunca kisa surede o mRNA tukenir Hatali sentezlemis mRNA lar bitis kodonu olmayan veya cok erken gelen ise Ing nonsense mediated mRNA decay yolu ile ozel endoribonukleazlar tarafindan parcalanirlar Biyoteknolojide pek cok uygulamasi olan restriksiyon enzimleri bakterilerin kendilerini viruslerden korumak icin evrimlestirmis olduklari ait birer savunma aracidir Bu enzimler belli DNA dizilerini taniyip DNA yi o noktada keserler ama o tanima dizisi kimyasal bir modifikasyona ugramissa kesmezler Bakterinin kendi DNA si modifiye olmustur ve dolayisiyla kesilmez ama bakterinin icine giren bir virus DNA si bu modifikasyonu tasimadigi icin kesilir UygulamaBir restriksiyon endonukleazi ile kesilmis DNA parcalari elektrik alani icinde uzunluklariyla ters orantili hizda ilerlerler Laboratuvarda Rekombinant DNA islemlerinde cesitli nukleazlar birer arac olarak kullanilirlar Bunlarin baslicalari ve kullanim amaclari asagida belirtilmistir Restriksiyon endonukleazlari cesitli bakterilerden elde edilir DNA ya belli bir baz dizisinde baglanip o noktada veya oraya cok yakin bir noktada keserler Bu ozellige sahip olan ve farkli kesim dizileri taniyan yuzlerce restriksiyon endonuklezi vardir bunlardan uygun birini secerek bir DNA yi genelde uygun bir yerinden kesmek mumkundur Bu yolla elde edilen DNA parcalarinin sonradan birlestirilmesi amaciyla yeni DNA molekullerinin elde edilmesi gen muhendisliginin rekombinant DNA teknolojisinin temel yontemlerinden biridir pankreastan elde edilir cift ve tek zincili DNA yi keser RNA veya protein saflastirmasinda DNA yi yok etmek icin DNA protein baglanma yerlerini haritalamak DNAse I footprinting ve DNA nin nick translation yontemiyle radyokatif isaretlenmesi amaciyla DNA nin tek zincirinde kesikler yaratmakta kullanilir pankreas RNA yi pirimidin bazlarinda keser DNA izolasyonunda RNA yi yok etmek amaciyla ve DNA RNA hibritlerinde eslesmemis bazlarin oldugu noktalarda RNA yi keserek mutasyonlarinin haritalanmasi icin kullanilir E coli cift iplikli dupleks DNA nin 3 uclarindan nukleotitler cikarir Genelde lineer DNA molekullerinin uslarindan farkli miktarlarda kisaltmalar elde etmek icin kullanilir Mung fasulya filizleri tek iplikli DNA yi sindirir Yapiskan uclu DNA molekullerinin uclarinin duzlestirilmesi icin kullanilir cift iplikli DNA nin hem 5 hem 3 ucundan sindiren bir eksonukleazdir DNA parcalarinin uclarinin kisaltilmasinda kullanilir Aspergillus dusuk konsantrasyonda kullanilinca hem DNA hem RNA nin tek iplikli halini keser Yuksek konsantrasyonda cift iplikli nukleik asitleri DNA DNA DNA RNA RNA RNA keser Uygulamada DNA RNA komplekslerinin haritalanmasinda ve tek iplikli uc uzantilari olan DNA parsalarinin uclarinin duzlestirilmesi icin kullanilir Aspergillus RNA yi guanin bazlarinin 5 tarafindan keser DNA RNA hibritlerinde tavlanmamis bolgelerin yok edilmesinde kullanilir Tipta Kistik fibroziste akcigerlerde biriken akyuvarlar parcalaninca aciga cikan DNA meydana gelen mukus tabakasinin cok daha kivamli olmasina neden olur Deoksiribonukleaz verilmesi ile bu DNA parcalanir ve hasta daha rahat nefes alabilir Dis baglantilarUluslararasi Biyokimya ve Molekuler Biyoloji Birligi nin Adlandirma Komitesi 1 1 Ekim 2005 tarihinde Wayback Machine sitesinde EC group 3 1 Ester baglarina etki eden hidrolazlar 2 3 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde Kaynakca EC 3 1 Acting on Ester Bonds 3 Mart 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 20 Mayis 2009 Ronald W Dudek 2007 High Yield Physiology Lippincott Williams amp Wilkins s 180 ISBN 078174587X Moselio Schaechter N Cary Engleberg Victor J DiRita Terence Dermody 2006 Schaechter s mechanisms of microbial disease 4th ed bas Lippincott Williams amp Wilkins ISBN 0781753422 KB1 bakim Birden fazla ad yazar listesi link KB1 bakim Fazladan yazi link Morita M Stamp G Robins P Dulic A Rosewell I Hrivnak G Daly G Lindahl T Barnes DE Agustos 2004 Gene targeted mice lacking the Trex1 DNase III 3 gt 5 DNA exonuclease develop inflammatory myocarditis Mol Cell Biol 24 15 ss 6719 27 doi 10 1128 MCB 24 15 6719 6727 2004 PMC 444847 2 PMID 15254239 KB1 bakim Birden fazla ad yazar listesi link Qiu J Qian Y Frank P Wintersberger U Shen B Aralik 1999 Saccharomyces cerevisiae RNase H 35 functions in RNA primer removal during lagging strand DNA synthesis most efficiently in cooperation with Rad27 nuclease Mol Cell Biol 19 12 ss 8361 71 PMC 84926 2 PMID 10567561 KB1 bakim Birden fazla ad yazar listesi link Campbell TN Choy FY Ocak 2005 RNA interference past present and future Curr Issues Mol Biol 7 1 ss 1 6 PMID 15580776 Deleris A Gallego Bartolome J Bao J Kasschau KD Carrington JC Voinnet O Temmuz 2006 Hierarchical action and inhibition of plant Dicer like proteins in antiviral defense Science 313 5783 ss 68 71 doi 10 1126 science 1128214 PMID 16741077 KB1 bakim Birden fazla ad yazar listesi link Lodish H Berk A Zipursky LS Matsudaira P Baltimore D Darnell J 2000 Molecular Cell Biology 4th ed bas Freeman Erisim tarihi 20 Mayis 2009 KB1 bakim Birden fazla ad yazar listesi link KB1 bakim Fazladan yazi link 4 Mart 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 20 Mayis 2009 17 Temmuz 2009 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 20 Mayis 2009