Kas ir Helicase?

Ir daudz dažādu helikāzes enzīmu veidu, tostarp 24 dažādas helikāzes cilvēka organismā. Katram no tiem ir nedaudz atšķirīga struktūra un darbības metode. Daži darbojas kā monomēri vai vienas vienības fermenti, bet citi veido dimērus vai pat heksamērus, apvienojot vairākas proteīna apakšvienības optimālai darbībai. Visām helikāzēm ir vismaz zināma līdzības pakāpe to aminoskābju secībā, un tiek uzskatīts, ka šīs līdzīgās zonas ir iesaistītas DNS vai RNS virknes saistīšanā vai adenozīna trifosfāta (ATP) saistīšanā un hidrolīzē. Šie kopīgie secības motīvi ir palīdzējuši klasificēt helikāzes piecās galvenajās ģimenēs.

Helikāzes funkcija atšķiras atkarībā no tās īpašās struktūras un attīšanas tehnikas. Daži no tiem ir aktīvi, izmantojot ATP, lai atvienotu dzīslas, savukārt citi ir pasīvi un neprasa enerģiju, lai darbotos. Tā kā DNS un RNS molekulas apvienojas un paliek savienotas ar ūdeņraža saitēm, daudzas helikāzes izmantos ATP molekulas, lai aktīvi pārtrauktu šīs saites. Šiem fermentiem būs ATP saistīšanās vieta, kas ļaus tiem hidrolizēt ATP, lai iegūtu enerģiju, kas nepieciešama ūdeņraža saišu pārraušanai. ATP sadalīšanās bieži virza fermentu pa DNS vai RNS virkni, padarot tā kustību vienvirziena un ļaujot tai novērst nesen atdalīto virkņu rekombinēšanos.

Citi helikāzes enzīmi neizmanto aktīvas enerģētiskās metodes, lai atdalītu nukleotīdu bāzes pārus. Tā vietā tie pievienojas DNS vai RNS virknēm un gaida, līdz vietējās enerģētiskās svārstības un kustības izmaiņas daļēji izgriež dzīslas. Pēc tam tie pārvietojas un saistās jaunizveidotajā spraugā, neļaujot pavedieniem atkal savienoties. Šis mehānisms parasti ir lēnāks, jo tas ir atkarīgs no nejaušības un nejaušām kustībām, lai atvienotos, nevis no tieša, kontrolēta mehānisma.

Daži RNS helikāzes enzīmi saistīšanai un attīšanai izmantos atšķirīgu mehānismu. Lai gan daudzas RNS helikāzes darbojas līdzīgi kā DNS helikāze, citas saistīsies ar vienu RNS segmentu, un tām būs nepieciešama arī ATP saistīšanās. Šīs helikāzes faktiski nehidrolizēs ATP vai neiegūs no tā enerģiju, bet ATP ir nepieciešams formas maiņai, kas aktivizēs fermentu.