ఎక్సోన్యూక్లియేజ్

From LTRC

ఎక్సోన్యూక్లియేజ్‌లు (Exonucleases) అనేవి పాలీన్యూక్లియోటైడ్ గొలుసు యొక్క చివర (exo) నుండి ఒకదాని తర్వాత ఒకటిగా న్యూక్లియోటైడ్లను విడగొట్టడం ద్వారా పనిచేసే ఎంజైమ్‌లు. 3′ లేదా 5′ చివర వద్ద ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేసే హైడ్రోలైజింగ్ చర్య జరుగుతుంది. దీనికి దగ్గరి సంబంధం ఉన్నది ఎండోన్యూక్లియేజ్, ఇది పాలీన్యూక్లియోటైడ్ గొలుసు మధ్యలో (endo) ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధాలను విడగొడుతుంది. యూకారియోట్లు మరియు ప్రోకారియోట్లు mRNA యొక్క సాధారణ టర్నోవర్‌లో పాల్గొనే మూడు రకాల ఎక్సోన్యూక్లియేజ్‌లను కలిగి ఉంటాయి: 5′ నుండి 3′ ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ (Xrn1), ఇది ఒక డిపెండెంట్ డీక్యాపింగ్ ప్రోటీన్; 3′ నుండి 5′ ఎక్సోన్యూక్లియేజ్, ఇది ఒక ఇండిపెండెంట్ ప్రోటీన్; మరియు పాలీ(A)-నిర్దిష్ట 3′ నుండి 5′ ఎక్సోన్యూక్లియేజ్.[1][2]

ఆర్కియా మరియు యూకారియోట్లు రెండింటిలోనూ, RNA క్షీణత యొక్క ప్రధాన మార్గాలలో ఒకటి మల్టీ-ప్రోటీన్ ఎక్సోసోమ్ కాంప్లెక్స్ ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది, ఇది ప్రధానంగా 3′ నుండి 5′ ఎక్సోరైబోన్యూక్లియేజ్‌లను కలిగి ఉంటుంది.

పాలిమరేస్‌కు ప్రాముఖ్యత

RNA పాలిమరేస్ II ట్రాన్స్‌క్రిప్షనల్ టెర్మినేషన్ సమయంలో ప్రభావవంతంగా ఉంటుందని తెలుసు; ఇది కొత్తగా ఏర్పడిన ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్‌ను దిగువన క్షీణింపజేయడానికి 5' ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ (మానవ జన్యువు Xrn2) తో కలిసి పనిచేస్తుంది, ఇది పాలీఅడెనైలేషన్ సైట్‌ను వదిలివేసి, అదే సమయంలో పాలిమరేస్‌ను షూట్ చేస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ pol IIని అందుకోవడం మరియు ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్‌ను ముగించడం జరుగుతుంది.[3]

Pol I అప్పుడు తాను తొలగించిన RNA ప్రైమర్ స్థానంలో DNA న్యూక్లియోటైడ్‌లను సంశ్లేషణ చేస్తుంది. DNA పాలిమరేస్ I కూడా 3' నుండి 5' మరియు 5' నుండి 3' ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ చర్యను కలిగి ఉంటుంది, ఇది DNAలోని లోపాలను సరిదిద్దడానికి మరియు ప్రూఫ్ రీడింగ్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. 3' నుండి 5' ఒక సమయంలో ఒక మోనోన్యూక్లియోటైడ్‌ను మాత్రమే తొలగించగలదు, మరియు 5' నుండి 3' చర్య ఒక సమయంలో మోనోన్యూక్లియోటైడ్‌లను లేదా 10 న్యూక్లియోటైడ్‌ల వరకు తొలగించగలదు.

E. coli రకాలు

1971లో, లేమాన్ IR E. coliలో ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ Iని కనుగొన్నారు. అప్పటి నుండి, ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ II, III, IV, V, VI, VII, మరియు VIII వంటి అనేక ఆవిష్కరణలు జరిగాయి. ప్రతి రకమైన ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ ఒక నిర్దిష్ట రకమైన పనితీరును లేదా అవసరాన్ని కలిగి ఉంటుంది.[4]

ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ I సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ DNAను 3' → 5' దిశలో విడగొడుతుంది, డీఆక్సిరైబోన్యూక్లియోసైడ్ 5'-మోనోఫాస్ఫేట్‌లను ఒకదాని తర్వాత ఒకటి విడుదల చేస్తుంది. ఇది టెర్మినల్ 3'-OH గ్రూపులు లేని DNA స్ట్రాండ్‌లను విడగొట్టదు, ఎందుకంటే అవి ఫాస్ఫోరైల్ లేదా ఎసిటైల్ గ్రూపులచే నిరోధించబడతాయి. [5]

ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ II DNA పాలిమరేస్ Iతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, ఇది 5' ఎక్సోన్యూక్లియేజ్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది DNA సంశ్లేషణ సైట్‌కు వెంటనే ఎగువన ఉన్న RNA ప్రైమర్‌ను 5' → 3' పద్ధతిలో క్లిప్ చేస్తుంది.

Exonuclease III నాలుగు ఉత్ప్రేరక చర్యలను కలిగి ఉంది:

  • 3' నుండి 5' ఎక్సోడీఆక్సిరైబోన్యూక్లియేజ్ చర్య, ఇది డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNAకు ప్రత్యేకమైనది
  • RNase చర్య
  • 3' ఫాస్ఫేటేస్ చర్య
  • AP ఎండోన్యూక్లియేజ్ చర్య (తర్వాత దీనిని ఎండోన్యూక్లియేజ్ II అని పిలుస్తారు).[6]

ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ IV ఒక నీటి అణువును కలుపుతుంది, తద్వారా ఇది ఒలిగోన్యూక్లియోటైడ్ బంధాన్ని న్యూక్లియోసైడ్ 5' మోనోఫాస్ఫేట్‌కు విడగొట్టగలదు. ఈ ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ పనిచేయడానికి Mg 2+ అవసరం మరియు ఇది ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ I కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేస్తుంది.[7]

Exonuclease V అనేది 3' నుండి 5' హైడ్రోలైజింగ్ ఎంజైమ్, ఇది లీనియర్ డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNA మరియు సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ DNAను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది, దీనికి Ca2+ అవసరం.[8] ఈ ఎంజైమ్ సజాతీయ పునఃసంయోగం (homologous recombination) ప్రక్రియలో చాలా ముఖ్యమైనది.

ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ VIII అనేది 5' నుండి 3' డైమెరిక్ ప్రోటీన్, దీనికి ATP లేదా స్ట్రాండ్‌లో ఎటువంటి గ్యాప్‌లు లేదా నిక్‌లు అవసరం లేదు, కానీ దాని పనిని నిర్వహించడానికి ఉచిత 5' OH గ్రూప్ అవసరం .

dnaQ

Escherichia coliలో dnaQ జన్యువు DNA పాలిమరేస్ III యొక్క ε సబ్ యూనిట్‌ను ఎన్కోడ్ చేస్తుంది.[9] ε సబ్ యూనిట్ DNA పాలిమరేస్ కాంప్లెక్స్ యొక్క మూడు కోర్ ప్రోటీన్లలో ఒకటి. ఇది 3'→5' DNA డైరెక్టెడ్ ప్రూఫ్ రీడింగ్ ఎక్సోన్యూక్లియేజ్‌గా పనిచేస్తుంది, ఇది రెప్లికేషన్ సమయంలో తప్పుగా చేర్చబడిన బేస్‌లను తొలగిస్తుంది.[10] అదేవిధంగా, Salmonella typhimurium బ్యాక్టీరియాలో, DNA రెప్లికేషన్ సమయంలో ఉపయోగించే 3' నుండి 5' ఎడిటింగ్ ఫంక్షన్ కూడా ఒక జన్యువు, dnaQ ద్వారా ఎన్కోడ్ చేయబడుతుంది, ఇది 3' నుండి 5' ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ సబ్ యూనిట్‌ను నిర్దేశిస్తుంది, ఇది DNA పాలిమరేస్ III హోలోఎంజైమ్ యొక్క మూడు విడిగా ఎన్కోడ్ చేయబడిన కోర్ ప్రోటీన్లలో ఒకటి.[11]

E. coli మరియు S. typhimuriumకు భిన్నంగా, ఇక్కడ పాలిమరేస్ మరియు ఎడిటింగ్ ఫంక్షన్లు వేర్వేరు జన్యువుల ద్వారా ఎన్కోడ్ చేయబడతాయి, బ్యాక్టీరియా జాతి Buchnera aphidicolaలో DNA III (polC) జన్యువు ద్వారా ఎన్కోడ్ చేయబడిన DNA పాలిమరేస్ DNA పాలిమరేస్ మరియు 3' నుండి 5' ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ డొమైన్‌లు రెండింటినీ కలిగి ఉంటుంది.[11] ఒక పరిణామ విచలనం (సుమారు 0.25 నుండి 1.2 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం), E. coli మరియు S. typhimuriumకు దారితీసిన వంశంలో DNA పాలిమరేస్ జన్యు పనితీరు నుండి 3' నుండి 5' ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ ఎడిటింగ్ జన్యు పనితీరు వేరు చేయబడటంతో సంబంధం కలిగి ఉన్నట్లు కనిపిస్తుంది.[11]

మానవులలో ఆవిష్కరణలు

3' నుండి 5' మానవ రకం ఎండోన్యూక్లియేజ్ హిస్టోన్ ప్రీ-mRNA యొక్క సరైన ప్రాసెసింగ్‌కు అవసరమని తెలుసు, ఇందులో U7 snRNP సింగిల్ క్లీవేజ్ ప్రక్రియను నిర్దేశిస్తుంది. డౌన్‌స్ట్రీమ్ క్లీవేజ్ ప్రొడక్ట్ (DCP) తొలగింపు తర్వాత, Xrn1 ఉత్పత్తి పూర్తిగా క్షీణించే వరకు దానిని మరింత విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది.[12] ఇది న్యూక్లియోటైడ్‌లను రీసైకిల్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. Xrn1 అనేది కో-ట్రాన్స్‌క్రిప్షనల్ క్లీవేజ్ (CoTC) చర్యతో ముడిపడి ఉంటుంది, ఇది ఉచిత 5' రక్షణ లేని చివరను అభివృద్ధి చేయడానికి పూర్వగామిగా పనిచేస్తుంది, తద్వారా ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ డౌన్‌స్ట్రీమ్ క్లీవేజ్ ప్రొడక్ట్ (DCP)ని తొలగించి క్షీణింపజేయగలదు. ఇది ట్రాన్స్‌క్రిప్షనల్ టెర్మినేషన్‌ను ప్రారంభిస్తుంది, ఎందుకంటే ఎవరూ తమ శరీరంలో DNA లేదా RNA స్ట్రాండ్‌లు పేరుకుపోవాలని కోరుకోరు.[13]

ఈస్ట్‌లో ఆవిష్కరణలు

CCR4-Not అనేది బడ్డింగ్ ఈస్ట్లో ఒక సాధారణ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ రెగ్యులేటరీ కాంప్లెక్స్, ఇది mRNA మెటబాలిజం, ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఇనిషియేషన్ మరియు mRNA క్షీణతతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. CCR4 RNA మరియు సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ DNA 3' నుండి 5' ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ చర్యలను కలిగి ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది.[14] CCR4-Notతో సంబంధం ఉన్న మరొక భాగం CAF1 ప్రోటీన్, ఇది మౌస్ మరియు Caenorhabditis elegansలో 3' నుండి 5' లేదా 5' నుండి 3' ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ డొమైన్‌లను కలిగి ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది.[15] ఈ ప్రోటీన్ ఈస్ట్‌లో కనుగొనబడలేదు, ఇది మెటాజోవన్‌లో కనిపించే దానిలాగే అసాధారణమైన ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ డొమైన్‌ను కలిగి ఉండే అవకాశం ఉందని సూచిస్తుంది.[16] ఈస్ట్‌లో Rat1 మరియు Xrn1 ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ ఉన్నాయి. Rat1 మానవ రకం (Xrn2) లాగే పనిచేస్తుంది మరియు సైటోప్లాజమ్‌లో Xrn1 పనితీరు Rat1 లేనప్పుడు RNAలను (pre-5.8s మరియు 25s rRNAs) క్షీణింపజేయడానికి 5' నుండి 3' దిశలో ఉంటుంది.[17][18]

కరోనావైరస్‌లలో ఆవిష్కరణలు

బీటా కరోనావైరస్లలో, SARS-CoV-2తో సహా, వైరల్ జన్యువులో భాగమైన ప్రూఫ్ రీడింగ్ ఎక్సోన్యూక్లియేజ్, nsp14-ExoN, కొత్త జాతుల ఆవిర్భావానికి కారణమయ్యే పునఃసంయోగానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.[19]

సూచనలు

  1. ↑ Mukherjee D. (2004). "MRNA Processing and Metabolism". 257 193–211. ISBN 978-1-59259-750-5. doi:10.1385/1-59259-750-5:193.
  2. ↑ Pamela A. Frischmeyer. (2002). "An mRNA Surveillance Mechanism That Eliminates Transcripts Lacking Termination Codons". Science. 295 (5563) 2258–61. doi:10.1126/science.1067338.
  3. ↑ Hage A EL. (2008). "Efficient termination of transcription by RNA polymerase I requires the 5′ exonuclease Rat1 in yeast". Genes Dev.. 22 (8) 1068–081. doi:10.1101/gad.463708.
  4. ↑ Paul D. Boyer. (1952). "The Enzymes". 211. Academic Press. ISBN 978-0-12-122723-4.
  5. ↑ (August 1964). "The deoxyribonucleases of Escherichia Coli. V. on the specificity of exonuclease I (Phosphodiesterase)". J. Biol. Chem.. 239 (8) 2628–36. doi:10.1016/S0021-9258(18)93898-6.
  6. ↑ (1980). Nucleic Acids Part I. 65 (1) 201–11. ISBN 978-0-12-181965-1. doi:10.1016/S0076-6879(80)65028-9.
  7. ↑ (1995). "Molecular biology of nucleases". 46–52. CRC Press. ISBN 978-0-8493-7658-0.
  8. ↑ Douglas A. Julin. (2000). "DNA Repair Protocols". 152 91–105. Humana Press. ISBN 978-0-89603-643-7. doi:10.1385/1-59259-068-3:91.
  9. ↑ (December 1983). "Identification of the epsilon-subunit of Escherichia coli DNA polymerase III holoenzyme as the dnaQ gene product: a fidelity subunit for DNA replication". Proc Natl Acad Sci U S A. 80 (23) 7085–9. doi:10.1073/pnas.80.23.7085.
  10. ↑ (December 1984). "A separate editing exonuclease for DNA replication: the epsilon subunit of Escherichia coli DNA polymerase III holoenzyme". Proc Natl Acad Sci U S A. 81 (24) 7747–51. doi:10.1073/pnas.81.24.7747.
  11. ↑ 11.0 11.1 11.2 (January 1997). "Evolution of dnaQ, the gene encoding the editing 3' to 5' exonuclease subunit of DNA polymerase III holoenzyme in Gram-negative bacteria". FEBS Lett. 400 (1) 94–8. doi:10.1016/s0014-5793(96)01361-0.
  12. ↑ (January 2009). "Studies of the 5′ Exonuclease and Endonuclease Activities of CPSF-73 in Histone Pre-mRNA Processing". Mol. Cell. Biol.. 29 (1) 31–42. doi:10.1128/MCB.00776-08.
  13. ↑ (November 2004). Human 5' → 3' exonuclease Xrn2 promotes transcription termination at co-transcriptional cleavage sites. Nature. 432 (7016) 522–5. doi:10.1038/nature03035.
  14. ↑ (March 2002). "CCR4, a 3′–5′ poly(A) RNA and ssDNA exonuclease, is the catalytic component of the cytoplasmic deadenylase". EMBO J.. 21 (6) 1414–26. doi:10.1093/emboj/21.6.1414.
  15. ↑ (July 1995). "Identification of a mouse protein whose homolog in Saccharomyces cerevisiae is a component of the CCR4 transcriptional regulatory complex". Mol. Cell. Biol.. 15 (7) 3487–95. doi:10.1128/MCB.15.7.3487.
  16. ↑ (December 1997). The proofreading domain of Escherichia coli DNA polymerase I and other DNA and/or RNA exonuclease domains. Nucleic Acids Res.. 25 (24) 5110–8. doi:10.1093/nar/25.24.5110.
  17. ↑ (May 1994). "The 5' end of yeast 5.8S rRNA is generated by exonucleases from an upstream cleavage site". EMBO J.. 13 (10) 2452–63. doi:10.1002/j.1460-2075.1994.tb06530.x.
  18. ↑ (December 2000). The final step in the formation of 25S rRNA in Saccharomyces cerevisiae is performed by 5'→3' exonucleases. RNA. 6 (12) 1698–703. doi:10.1017/S1355838200001540.
  19. ↑ (2021). "The coronavirus proofreading exoribonuclease mediates extensive viral recombination". PLOS Pathogens. 17 (1). doi:10.1371/journal.ppat.1009226.

బాహ్య లింకులు

  • Exonucleases

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Exonuclease” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Exonuclease ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=ఎక్సోన్యూక్లియేజ్&oldid=4574"