DNA లైగేజ్

From LTRC
DNA ligase
క్రోమోజోమ్ నష్టాన్ని సరిచేస్తున్న DNA ligase యొక్క కళాత్మక రూపకల్పన
గుర్తింపు సంఖ్యలు
EC no. 6.5.1.1
CAS no. 9015-85-4
డేటాబేస్‌లు
BRENDA ఎంజైమ్ డేటా
ExPASy NiceZyme వీక్షణ
KEGG ఎంజైమ్ ఎంట్రీ
MetaCyc మెటబాలిక్ పాత్‌వే
Rhea చర్యలు
PDB నిర్మాణాలు RCSB PDB PDBe PDBsum
జీన్ ఆంటాలజీ AmiGO / QuickGO
శోధన PMC వ్యాసాలు PubMed వ్యాసాలు NCBI ప్రోటీన్లు

DNA లైగేజ్ అనేది ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధం (phosphodiester bond) ఏర్పడటాన్ని ఉత్ప్రేరకపరచడం ద్వారా DNA పోగులను ఒకదానితో ఒకటి కలపడానికి సహాయపడే ఒక రకమైన ఎంజైమ్. ఇది జీవులలోని డ్యూప్లెక్స్ DNAలో ఉండే సింగిల్-స్ట్రాండ్ విరామాలను (single-strand breaks) సరిచేయడంలో పాత్ర పోషిస్తుంది, అయితే కొన్ని రూపాలు (ఉదాహరణకు DNA లైగేజ్ IV) ప్రత్యేకంగా డబుల్-స్ట్రాండ్ విరామాలను (అంటే DNA యొక్క రెండు కాంప్లిమెంటరీ పోగులలో విరామం) సరిచేయగలవు. సింగిల్-స్ట్రాండ్ విరామాలను DNA లైగేజ్, డబుల్ హెలిక్స్ యొక్క కాంప్లిమెంటరీ పోగును టెంప్లేట్‌గా ఉపయోగించి సరిచేస్తుంది,[1] మరియు DNAను పూర్తిగా సరిచేయడానికి DNA లైగేజ్ చివరి ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధాన్ని సృష్టిస్తుంది.

DNA లైగేజ్ DNA రిపేర్ మరియు DNA రెప్లికేషన్ (చూడండి Mammalian ligases) రెండింటిలోనూ ఉపయోగించబడుతుంది. అదనంగా, మాలిక్యులర్ బయాలజీ ప్రయోగశాలలలో రీకాంబినెంట్ DNA ప్రయోగాల కోసం DNA లైగేజ్ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది (చూడండి Research applications). శుద్ధి చేసిన DNA లైగేజ్, రీకాంబినెంట్ DNAని రూపొందించడానికి DNA అణువులను కలపడానికి జీన్ క్లోనింగ్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.

ఎంజైమాటిక్ మెకానిజం

DNA లైగేజ్ యొక్క మెకానిజం ఏమిటంటే, ఒక న్యూక్లియోటైడ్ ("అక్సెప్టర్") యొక్క 3' హైడ్రాక్సిల్ చివరలతో, మరొకటి ("డోనర్") యొక్క 5' ఫాస్ఫేట్ చివరతో రెండు కోవాలెంట్ ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధాలను ఏర్పరచడం. ఏర్పడిన ప్రతి ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధానికి రెండు ATP అణువులు వినియోగించబడతాయి.[2] లైగేజ్ చర్యకు AMP అవసరం, ఇది నాలుగు దశల్లో జరుగుతుంది:

  1. DNA సెగ్మెంట్లు లేదా ఒకాజాకి ఫ్రాగ్మెంట్లలోని నిక్స్ వంటి యాక్టివిటీ సైట్ యొక్క పునర్వ్యవస్థీకరణ.
  2. ఎంజైమ్ యొక్క యాక్టివ్ సెంటర్‌లోని లైసిన్ రెసిడ్యూ యొక్క అడెనైలేషన్ (AMP చేరిక), పైరోఫాస్ఫేట్ విడుదలవుతుంది;
  3. డోనర్ అని పిలవబడే దాని 5' ఫాస్ఫేట్‌కు AMP బదిలీ, పైరోఫాస్ఫేట్ బంధం ఏర్పడటం;
  4. డోనర్ యొక్క 5' ఫాస్ఫేట్ మరియు అక్సెప్టర్ యొక్క 3' హైడ్రాక్సిల్ మధ్య ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధం ఏర్పడటం.[3]

లైగేజ్ బ్లంట్ ఎండ్స్‌తో కూడా పనిచేస్తుంది, అయితే దీనికి ఎక్కువ ఎంజైమ్ సాంద్రతలు మరియు వేర్వేరు ప్రతిచర్య పరిస్థితులు అవసరం.

రకాలు

E. coli

E. coli DNA లైగేజ్ lig జన్యువు ద్వారా ఎన్‌కోడ్ చేయబడింది. E. coliలోని DNA లైగేజ్, అలాగే చాలా ప్రోకారియోట్లు, ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధాన్ని సృష్టించడానికి నికోటినామైడ్ అడెనైన్ డైన్యూక్లియోటైడ్ (NAD)ని విచ్ఛిన్నం చేయడం ద్వారా పొందిన శక్తిని ఉపయోగిస్తాయి.[4] ఇది పాలీఇథిలీన్ గ్లైకాల్తో మాలిక్యులర్ క్రౌడింగ్ పరిస్థితుల్లో తప్ప బ్లంట్-ఎండెడ్ DNAను లైగేట్ చేయదు, మరియు RNAను DNAతో సమర్థవంతంగా కలపలేదు.[5]

E. coli DNA లైగేజ్ యొక్క చర్యను సరైన సాంద్రతలలో DNA పాలిమరేజ్ ద్వారా మెరుగుపరచవచ్చు. DNA పాలిమరేజ్ 1 సాంద్రతలు లైగేట్ చేయాల్సిన DNA ఫ్రాగ్మెంట్ల కంటే చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు మాత్రమే ఈ మెరుగుదల పనిచేస్తుంది. Pol I DNA పాలిమరేజ్ సాంద్రతలు ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అది E. coli DNA లైగేజ్‌పై ప్రతికూల ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.[6]

T4

బాక్టీరియోఫేజ్ T4 (Escherichia coli బాక్టీరియాకు సోకే ఒక బాక్టీరియోఫేజ్) నుండి DNA లైగేజ్. ప్రయోగశాల పరిశోధనలలో T4 లైగేజ్ అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది.[7] ఇది DNA, ఒలిగోన్యూక్లియోటైడ్స్, అలాగే RNA మరియు RNA-DNA హైబ్రిడ్ల యొక్క కోహెసివ్ లేదా బ్లంట్ ఎండ్స్‌ను లైగేట్ చేయగలదు, కానీ సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ న్యూక్లియిక్ యాసిడ్స్‌ను కాదు. ఇది E. coli DNA లైగేజ్ కంటే చాలా ఎక్కువ సామర్థ్యంతో బ్లంట్-ఎండెడ్ DNAను లైగేట్ చేయగలదు. E. coli DNA లైగేజ్ వలె కాకుండా, T4 DNA లైగేజ్ NADని ఉపయోగించలేదు మరియు దీనికి కోఫాక్టర్‌గా ATP ఖచ్చితంగా అవసరం. T4 DNA లైగేజ్ యొక్క in vitro చర్యను మెరుగుపరచడానికి కొంత ఇంజనీరింగ్ జరిగింది; ఉదాహరణకు, ఒక విజయవంతమైన విధానంలో, T4 DNA లైగేజ్‌ను అనేక ప్రత్యామ్నాయ DNA బైండింగ్ ప్రోటీన్‌లతో ఫ్యూజ్ చేసి పరీక్షించారు, మరియు p50 లేదా NF-kB ఫ్యూజన్ భాగస్వాములుగా ఉన్న నిర్మాణాలు క్లోనింగ్ ప్రయోజనాల కోసం వైల్డ్ టైప్ T4 DNA లైగేజ్ కంటే 160% కంటే ఎక్కువ చురుకుగా ఉన్నాయని కనుగొన్నారు.[8] ఒక ప్లాస్మిడ్ వెక్టార్‌లోకి ఫ్రాగ్మెంట్‌ను చొప్పించడానికి సాధారణ ప్రతిచర్య సుమారు 0.01 (స్టిక్కీ ఎండ్స్) నుండి 1 (బ్లంట్ ఎండ్స్) యూనిట్ల లైగేజ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. T4 DNA లైగేజ్ కోసం సరైన ఇంక్యుబేషన్ ఉష్ణోగ్రత 37 °C, ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద T4 ఎంజైమ్‌లు అత్యంత చురుకుగా ఉంటాయి. అయితే, 16 °C వద్ద లైగేషన్ ప్రతిచర్యలను ఏర్పాటు చేయడం అసాధారణం కాదు, ఇది లైగేజ్ చురుకుగా ఉండే మరియు స్టిక్కీ ఎండ్స్ యొక్క బేస్-పెయిరింగ్‌కు అనువైన ఉష్ణోగ్రత.[9]

బాక్టీరియోఫేజ్ T4 లైగేజ్ మ్యుటెంట్లు UV రేడియేషన్[10][11] మరియు ఆల్కైలేటింగ్ ఏజెంట్ మిథైల్ మిథేన్‌సల్ఫోనేట్[12] రెండింటికీ పెరిగిన సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇది DNA లైగేజ్ ఈ ఏజెంట్ల వల్ల కలిగే DNA నష్టాలను సరిచేయడంలో ఉపయోగించబడుతుందని సూచిస్తుంది.

క్షీరదాలు (Mammalian)

క్షీరదాలలో, నాలుగు నిర్దిష్ట రకాల లైగేజ్‌లు ఉన్నాయి.

  1. DNA లైగేజ్ 1: రైబోన్యూక్లియేజ్ H ఒకాజాకి ఫ్రాగ్మెంట్ల నుండి RNA ప్రైమర్‌ను తొలగించిన తర్వాత లాగింగ్ స్ట్రాండ్ యొక్క నాసెంట్ DNAను లైగేట్ చేస్తుంది.
  2. DNA లైగేజ్ 3: న్యూక్లియోటైడ్ ఎక్సిషన్ రిపేర్ మరియు రీకాంబినెంట్ ఫ్రాగ్మెంట్ల ప్రక్రియలో DNAను సీల్ చేయడంలో సహాయపడటానికి DNA repair ప్రోటీన్ XRCC1తో కాంప్లెక్స్ అవుతుంది. తెలిసిన అన్ని క్షీరద DNA లైగేజ్‌లలో, లైగేజ్ 3 మాత్రమే మైటోకాండ్రియాలో ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది.
  3. DNA లైగేజ్ 4: XRCC4తో కాంప్లెక్స్ అవుతుంది. ఇది నాన్-హోమోలోగస్ ఎండ్ జాయినింగ్ DNA డబుల్-స్ట్రాండ్ బ్రేక్ రిపేర్ పాత్‌వేలో చివరి దశను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది. రోగనిరోధక వ్యవస్థ అభివృద్ధి సమయంలో ఇమ్యునోగ్లోబులిన్ మరియు T-సెల్ రిసెప్టర్ లోసీలలో వైవిధ్యాన్ని సృష్టించే ప్రక్రియ అయిన V(D)J రీకాంబినేషన్ కోసం కూడా ఇది అవసరం.
  • DNA లైగేజ్ 2: DNA లైగేజ్ 3 యొక్క ప్రోటీయోలైటిక్ క్షీణత ఫలితంగా ఏర్పడిన శుద్దీకరణ కళాఖండం. ప్రారంభంలో, ఇది మరొక DNA లైగేజ్‌గా గుర్తించబడింది మరియు ఇది DNA లైగేజ్‌ల యొక్క అసాధారణ నామకరణానికి కారణం.[13]

యూకారియోట్లు మరియు కొన్ని సూక్ష్మజీవుల నుండి DNA లైగేజ్ NADకి బదులుగా అడెనోసిన్ ట్రైఫాస్ఫేట్ (ATP)ని ఉపయోగిస్తుంది.[4]

థర్మోస్టేబుల్

థర్మోఫిలిక్ బాక్టీరియం నుండి ఉద్భవించిన ఈ ఎంజైమ్, సాధారణ DNA లైగేజ్‌ల కంటే చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద స్థిరంగా మరియు చురుకుగా ఉంటుంది. దీని హాఫ్-లైఫ్ 65 °C వద్ద 48 గంటలు మరియు 95 °C వద్ద 1 గంట కంటే ఎక్కువ. యాంప్లిగేజ్ DNA లైగేజ్ కనీసం 500 థర్మల్ సైకిల్స్ (94 °C/80 °C) లేదా 16 గంటల సైక్లింగ్ కోసం చురుకుగా ఉన్నట్లు చూపబడింది.10 ఈ అసాధారణ థర్మోస్టెబిలిటీ అత్యంత అధిక హైబ్రిడైజేషన్ స్ట్రింజన్సీ మరియు లైగేషన్ స్పెసిఫిసిటీని అనుమతిస్తుంది.[14]

చర్య యొక్క కొలత

DNA లైగేజ్ యొక్క చర్యను కొలవడానికి కనీసం మూడు వేర్వేరు యూనిట్లు ఉపయోగించబడతాయి:[15]

  • వీస్ యూనిట్ - 37 °C వద్ద 20 నిమిషాల్లో అకర్బన పైరోఫాస్ఫేట్ నుండి ATPకి 1 nmole 32P మార్పిడిని ఉత్ప్రేరకపరిచే లైగేజ్ పరిమాణం. ఇది అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
  • మోడ్రిచ్-లెహ్మాన్ యూనిట్ - ఇది అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది, మరియు ఒక యూనిట్ అనేది ప్రామాణిక పరిస్థితుల్లో 30 నిమిషాల్లో 100 nmoles d(A-T)nను ఎక్సోన్యూక్లియేజ్-III నిరోధక రూపంలోకి మార్చడానికి అవసరమైన ఎంజైమ్ పరిమాణంగా నిర్వచించబడింది.
  • లైగేజ్‌ల యొక్క అనేక వాణిజ్య సరఫరాదారులు కోహెసివ్ ఎండ్స్‌ను లైగేట్ చేసే లైగేజ్ సామర్థ్యం ఆధారంగా ఒక ఏకపక్ష యూనిట్‌ను ఉపయోగిస్తారు. ఈ యూనిట్లు తరచుగా పరిమాణాత్మకమైనవి కంటే ఆత్మాశ్రయమైనవి మరియు ఖచ్చితత్వం లేనివి.

పరిశోధన అనువర్తనాలు

ప్రధాన వ్యాసం: Ligation (molecular biology) రీకాంబినెంట్ DNA సీక్వెన్స్‌లను రూపొందించడానికి ఆధునిక మాలిక్యులర్ బయాలజీ పరిశోధనలో DNA లైగేజ్‌లు అనివార్యమైన సాధనాలుగా మారాయి. ఉదాహరణకు, DNA ఫ్రాగ్మెంట్లను, తరచుగా జన్యువులను, ప్లాస్మిడ్లలోకి చొప్పించడానికి రెస్ట్రిక్షన్ ఎంజైమ్లతో పాటు DNA లైగేజ్‌లు ఉపయోగించబడతాయి.

కోహెసివ్-ఎండెడ్ ఫ్రాగ్మెంట్ల లైగేషన్‌తో కూడిన సమర్థవంతమైన రీకాంబినేషన్ ప్రయోగాలను నిర్వహించడానికి సరైన ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడం ఒక ముఖ్యమైన అంశం. చాలా ప్రయోగాలు T4 DNA లైగేజ్‌ను ( బాక్టీరియోఫేజ్ T4 నుండి వేరు చేయబడింది) ఉపయోగిస్తాయి, ఇది 37 °C వద్ద అత్యంత చురుకుగా ఉంటుంది.[16] అయితే, కోహెసివ్-ఎండెడ్ ఫ్రాగ్మెంట్ల ("స్టిక్కీ ఎండ్స్") తో సరైన లైగేషన్ సామర్థ్యం కోసం, సరైన ఎంజైమ్ ఉష్ణోగ్రతను లైగేట్ చేయబడుతున్న స్టిక్కీ ఎండ్స్ యొక్క మెల్టింగ్ ఉష్ణోగ్రత Tmతో సమతుల్యం చేయాలి,[17] అధిక ఉష్ణోగ్రత హైడ్రోజన్ బంధాన్ని దెబ్బతీస్తుంది కాబట్టి స్టిక్కీ ఎండ్స్ యొక్క హోమోలోగస్ పెయిరింగ్ స్థిరంగా ఉండదు. స్టిక్కీ ఎండ్స్ ఇప్పటికే స్థిరంగా ఎనీల్ అయినప్పుడు లైగేషన్ ప్రతిచర్య అత్యంత సమర్థవంతంగా ఉంటుంది, మరియు ఎనీలింగ్ ఎండ్స్ దెబ్బతినడం వల్ల తక్కువ లైగేషన్ సామర్థ్యం ఏర్పడుతుంది. ఓవర్‌హాంగ్ ఎంత చిన్నగా ఉంటే, Tm అంత తక్కువగా ఉంటుంది.

బ్లంట్-ఎండెడ్ DNA ఫ్రాగ్మెంట్లకు ఎనీల్ చేయడానికి కోహెసివ్ ఎండ్స్ లేవు కాబట్టి, లైగేషన్ ప్రతిచర్య యొక్క సాధారణ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో మెల్టింగ్ ఉష్ణోగ్రత పరిగణించవలసిన అంశం కాదు. బ్లంట్ ఎండ్ లైగేషన్‌లో పరిమితి కారకం లైగేజ్ యొక్క చర్య కాదు, కానీ సంభవించే DNA ఫ్రాగ్మెంట్ ఎండ్స్ మధ్య అలైన్‌మెంట్ల సంఖ్య. అందువల్ల బ్లంట్-ఎండెడ్ DNA కోసం అత్యంత సమర్థవంతమైన లైగేషన్ ఉష్ణోగ్రత అనేది అత్యధిక సంఖ్యలో అలైన్‌మెంట్లు సంభవించే ఉష్ణోగ్రత. మెజారిటీ బ్లంట్-ఎండెడ్ లైగేషన్లు రాత్రిపూట 14-25 °C వద్ద నిర్వహించబడతాయి. స్థిరంగా ఎనీల్ అయిన ఎండ్స్ లేకపోవడం అంటే లైగేషన్ సామర్థ్యం తగ్గించబడుతుందని అర్థం, దీనికి ఎక్కువ లైగేజ్ సాంద్రతను ఉపయోగించాల్సి ఉంటుంది.[17]

DNA లైగేజ్ యొక్క ఒక నవల ఉపయోగం నానో కెమిస్ట్రీ రంగంలో, ప్రత్యేకంగా DNA ఒరిగామిలో కనిపిస్తుంది. DNA ఆధారిత స్వీయ-అసెంబ్లీ సూత్రాలు బయోమోలిక్యూల్స్, నానోమెషీన్లు, నానోఎలక్ట్రానిక్ మరియు ఫోటోనిక్ కాంపోనెంట్స్ వంటి నానోస్కేల్ వస్తువులను నిర్వహించడానికి ఉపయోగకరంగా ఉన్నాయని నిరూపించబడ్డాయి. అటువంటి నానో నిర్మాణాన్ని అసెంబ్లీ చేయడానికి DNA అణువుల యొక్క క్లిష్టమైన మెష్‌ను సృష్టించడం అవసరం. అల్యూమినియం ఫాయిల్ యొక్క కాటానిక్ ఉపరితలాన్ని అందించడం వంటి వివిధ సబ్‌స్ట్రేట్‌లను ఉపయోగించి ఎటువంటి బయటి సహాయం లేకుండా DNA స్వీయ-అసెంబ్లీ సాధ్యమే అయినప్పటికీ, DNA ఓవర్‌హాంగ్స్ నుండి DNA లాటిస్ నిర్మాణాన్ని తయారు చేయడానికి అవసరమైన ఎంజైమాటిక్ సహాయాన్ని DNA లైగేజ్ అందించగలదు.[18]

చరిత్ర

మొదటి DNA లైగేజ్ 1967లో గెల్లెర్ట్, లెహ్మాన్, రిచర్డ్‌సన్ మరియు హుర్విట్జ్ ప్రయోగశాలలచే శుద్ధి చేయబడింది మరియు వర్గీకరించబడింది.[19] ఇది మొదట వీస్ మరియు రిచర్డ్‌సన్ ద్వారా ఆరు-దశల క్రోమాటోగ్రాఫిక్-ఫ్రాక్షనేషన్ ప్రక్రియను ఉపయోగించి శుద్ధి చేయబడింది మరియు వర్గీకరించబడింది, ఇది సెల్ డెబ్రిస్‌ను తొలగించడం మరియు స్ట్రెప్టోమైసిన్ చేర్చడంతో ప్రారంభమై, అనేక డైఇథైలామినోఇథైల్ (DEAE)-సెల్యులోజ్ కాలమ్ వాష్‌లు మరియు చివరి ఫాస్ఫోసెల్యులోజ్ ఫ్రాక్షనేషన్‌తో ముగిసింది. చివరి సారం E. coli మీడియాలో మొదట నమోదు చేయబడిన చర్యలో 10% కలిగి ఉంది; ప్రక్రియలో ప్రతిచర్యను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ATP మరియు Mg++ అవసరమని కనుగొనబడింది. సాధారణంగా వాణిజ్యపరంగా లభించే DNA లైగేజ్‌లు మొదట బాక్టీరియోఫేజ్ T4, E. coli మరియు ఇతర బాక్టీరియాలలో కనుగొనబడ్డాయి.[20]

రుగ్మతలు

మానవ DNA లైగేజ్‌లలో జన్యుపరమైన లోపాలు రోగనిరోధక శక్తి తగ్గడం, రేడియేషన్ సున్నితత్వం మరియు అభివృద్ధి అసాధారణతలతో గుర్తించబడిన క్లినికల్ సిండ్రోమ్‌లతో సంబంధం కలిగి ఉన్నాయి,[19] LIG4 సిండ్రోమ్ (లైగేజ్ IV సిండ్రోమ్) అనేది DNA లైగేజ్ 4లోని మ్యుటేషన్లతో సంబంధం ఉన్న ఒక అరుదైన వ్యాధి మరియు dsDNA బ్రేక్-రిపేర్ మెకానిజమ్‌లకు అంతరాయం కలిగిస్తుంది. లైగేజ్ IV సిండ్రోమ్ వ్యక్తులలో రోగనిరోధక శక్తిని తగ్గిస్తుంది మరియు సాధారణంగా మైక్రోసెఫాలీ మరియు మజ్జ హైపోప్లాసియాతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.[21] DNA లైగేజ్ లేకపోవడం లేదా పనిచేయకపోవడం వల్ల కలిగే వ్యాధుల జాబితా క్రింది విధంగా ఉంది.

జెరోడెర్మా పిగ్మెంటోసమ్

జెరోడెర్మా పిగ్మెంటోసమ్, దీనిని సాధారణంగా XP అని పిలుస్తారు, ఇది సూర్యరశ్మి నుండి వచ్చే అతినీలలోహిత (UV) కిరణాలకు తీవ్రమైన సున్నితత్వంతో కూడిన వారసత్వ పరిస్థితి. ఈ పరిస్థితి ఎక్కువగా కళ్ళను మరియు సూర్యుడికి గురయ్యే చర్మ ప్రాంతాలను ప్రభావితం చేస్తుంది. ప్రభావితమైన కొంతమంది వ్యక్తులకు నాడీ వ్యవస్థకు సంబంధించిన సమస్యలు కూడా ఉంటాయి.[22]

అటాక్సియా-టెలాంగియాక్టేసియా

ATM జన్యువులోని మ్యుటేషన్లు అటాక్సియా-టెలాంగియాక్టేసియాకు కారణమవుతాయి. ATM జన్యువు కణ విభజనను నియంత్రించడంలో సహాయపడే మరియు DNA రిపేర్‌లో పాల్గొనే ప్రోటీన్‌ను తయారు చేయడానికి సూచనలను అందిస్తుంది. ఈ ప్రోటీన్ నాడీ వ్యవస్థ మరియు రోగనిరోధక వ్యవస్థతో సహా అనేక శరీర వ్యవస్థల సాధారణ అభివృద్ధి మరియు చర్యలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. ATM ప్రోటీన్ దెబ్బతిన్న లేదా విరిగిన DNA పోగులను గుర్తించడంలో కణాలకు సహాయపడుతుంది మరియు విరిగిన పోగులను సరిచేసే ఎంజైమ్‌లను యాక్టివేట్ చేయడం ద్వారా DNA రిపేర్‌ను సమన్వయం చేస్తుంది. దెబ్బతిన్న DNA పోగులను సమర్థవంతంగా సరిచేయడం కణం యొక్క జన్యు సమాచారం యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్వహించడానికి సహాయపడుతుంది. ప్రభావితమైన పిల్లలు సాధారణంగా నడవడంలో ఇబ్బంది, సమతుల్యత మరియు చేతి సమన్వయంతో సమస్యలు, అసంకల్పిత జెర్కింగ్ కదలికలు (కోరియా), కండరాల మెలికలు (మయోక్లోనస్) మరియు నరాల పనితీరులో ఆటంకాలు (న్యూరోపతి) అభివృద్ధి చెందుతారు. కదలిక సమస్యలు సాధారణంగా కౌమారదశ నాటికి ప్రజలు వీల్ చైర్ సహాయం కోరేలా చేస్తాయి. ఈ రుగ్మత ఉన్నవారికి మాట తడబడటం మరియు పక్కపక్కనే చూడటానికి కళ్ళను కదిలించడంలో ఇబ్బంది (ఒక్యులోమోటర్ అప్రాక్సియా) కూడా ఉంటుంది.[23]

ఫాన్‌కోని అనీమియా

ఫాన్‌కోని అనీమియా (FA) అనేది అరుదైన, వారసత్వ రక్త రుగ్మత, ఇది బోన్ మారో వైఫల్యానికి దారితీస్తుంది. FA బోన్ మారో శరీరం సాధారణంగా పనిచేయడానికి తగినంత కొత్త రక్త కణాలను తయారు చేయకుండా నిరోధిస్తుంది. FA బోన్ మారో చాలా లోపభూయిష్ట రక్త కణాలను తయారు చేయడానికి కూడా కారణమవుతుంది. ఇది లుకేమియా వంటి తీవ్రమైన ఆరోగ్య సమస్యలకు దారితీస్తుంది.[24]

బ్లూమ్ సిండ్రోమ్

బ్లూమ్ సిండ్రోమ్ సూర్యరశ్మికి సున్నితంగా ఉండే చర్మానికి దారితీస్తుంది, మరియు సాధారణంగా ముక్కు మరియు బుగ్గలపై సీతాకోకచిలుక ఆకారంలో ఎర్రబడిన చర్మం ఏర్పడుతుంది. చేతుల వెనుక భాగం మరియు ముంజేతులు వంటి సూర్యుడికి సాధారణంగా గురయ్యే ఇతర ప్రాంతాలలో కూడా చర్మంపై దద్దుర్లు కనిపిస్తాయి. దద్దురులో తరచుగా విస్తరించిన రక్త నాళాల (టెలాంగియాక్టేసియాస్) చిన్న సమూహాలు కనిపిస్తాయి; టెలాంగియాక్టేసియాస్ కళ్ళలో కూడా సంభవించవచ్చు. ఇతర చర్మ లక్షణాలలో చుట్టుపక్కల ప్రాంతాల కంటే తేలికగా లేదా ముదురు రంగులో ఉండే చర్మపు పాచెస్ (హైపోపిగ్మెంటేషన్ లేదా హైపర్ పిగ్మెంటేషన్) ఉంటాయి. ఈ పాచెస్ సూర్యుడికి గురికావని చర్మ ప్రాంతాలపై కనిపిస్తాయి మరియు వాటి అభివృద్ధి దద్దుర్లకు సంబంధించినది కాదు.

డ్రగ్ టార్గెట్‌గా

ఇటీవలి అధ్యయనాలలో, క్యాన్సర్‌కు చికిత్స చేయడానికి సాధ్యమైన చికిత్సా ఏజెంట్లుగా DNA లైగేజ్ ఇన్హిబిటర్లను గుర్తించడానికి కంప్యూటర్-ఎయిడెడ్ డ్రగ్ డిజైన్లో హ్యూమన్ DNA లైగేజ్ I ఉపయోగించబడింది.[25] అధిక కణ పెరుగుదల క్యాన్సర్ అభివృద్ధికి ఒక ముఖ్య లక్షణం కాబట్టి, DNA లైగేజ్ పనితీరుకు అంతరాయం కలిగించే లక్షిత కీమోథెరపీ అడ్జువెంట్ క్యాన్సర్ రూపాలను అడ్డుకోగలదు. అంతేకాకుండా, DNA లైగేజ్‌లను విస్తృతంగా రెండు వర్గాలుగా విభజించవచ్చని చూపబడింది, అవి ATP- మరియు NAD+-ఆధారితమైనవి. మునుపటి పరిశోధనలు NAD+-ఆధారిత DNA లైగేజ్‌లు బాక్టీరియల్ డొమైన్ వెలుపల అప్పుడప్పుడు సెల్యులార్ లేదా వైరల్ నిచ్‌లలో కనుగొనబడినప్పటికీ, యూకారియోటిక్ జీవిలో NAD+-ఆధారిత లైగేజ్ ఉన్న సందర్భం లేదని చూపించాయి. నాన్-యూకారియోటిక్ జీవులలో మాత్రమే ఉండటం, ప్రత్యేక సబ్‌స్ట్రేట్ స్పెసిఫిసిటీ మరియు ATP-ఆధారిత హ్యూమన్ DNA లైగేజ్‌లతో పోలిస్తే NAD+ ఆధారిత లైగేజ్‌ల విలక్షణమైన డొమైన్ నిర్మాణం కొత్త యాంటీ బాక్టీరియల్ మందుల అభివృద్ధికి NAD+-ఆధారిత లైగేజ్‌లను ఆదర్శవంతమైన లక్ష్యాలుగా చేస్తాయి.[19]

ఇవి కూడా చూడండి

సూచనలు

  1. ↑ (November 2004). "Human DNA ligase I completely encircles and partially unwinds nicked DNA". Nature. 432 (7016) 473–8. doi:10.1038/nature03082.
  2. ↑ Sharma, Babita. (2023-08-03). DNA Ligase- Definition, Structure, Types, Functions. microbenotes.com.
  3. ↑ (November 1974). "DNA ligase: structure, mechanism, and function". Science. 186 (4166) 790–7. doi:10.1126/science.186.4166.790.
  4. ↑ 4.0 4.1 (2010). "Microbiology: An Evolving Science". W. W. Norton & Company. ISBN 978-0-393-93447-2.
  5. ↑ Enzymes used in molecular biology: a useful guide. PubMed Central.
  6. ↑ (February 2018). Pol I DNA polymerases stimulate DNA end-joining by Escherichia coli DNA ligase. Biochemical and Biophysical Research Communications. 497 (1) 13–18. doi:10.1016/j.bbrc.2018.01.165.
  7. ↑ Ligases. Enzyme Resources Guide. 8–14.
  8. ↑ (July 2013). "Engineered DNA ligases with improved activities in vitro". Protein Engineering, Design & Selection. 26 (7) 471–8. doi:10.1093/protein/gzt024.
  9. ↑ Tabor, Stanley. (1989). DNA Ligases. Current Protocols in Molecular Biology. 8 (1) 3.14.1–3.14.4. doi:10.1002/0471142727.mb0314s08.
  10. ↑ (1968). "Repair and recombination in phage T4. II. Genes affecting UV sensitivity". Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 33 333–8. doi:10.1101/sqb.1968.033.01.038.
  11. ↑ (February 1970). "The UV sensitivity of some early-function temperature-sensitive mutants of phage T4". Virology. 40 (2) 272–87. doi:10.1016/0042-6822(70)90403-4.
  12. ↑ (March 1971). "Repair of alkylated bacteriophage T4 deoxyribonucleic acid by a mechanism involving polynucleotide ligase". Journal of Virology. 7 (3) 407–8. doi:10.1128/JVI.7.3.407-408.1971.
  13. ↑ (5 September 2013). "Structure and function of the DNA ligases encoded by the mammalian LIG3 gene". Gene. 531 (2) 150–157. doi:10.1016/j.gene.2013.08.061.
  14. ↑ Ampligase- Thermostable DNA Ligase. www.epibio.com.
  15. ↑ (2001). "Molecular cloning: a laboratory manual". 1 1–159. Cold Spring Harbor Laboratory. ISBN 978-0-87969-577-4.
  16. ↑ (1993). "Introduction to Molecular Cloning Techniques". 156. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-18849-0.
  17. ↑ 17.0 17.1 (May 2001). "DNA ligases". Current Protocols in Molecular Biology. Chapter 3 Unit 3.14. ISBN 978-0-471-14272-0. doi:10.1002/0471142727.mb0314s08.
  18. ↑ (2017). "Surface-assisted DNA self-assembly: An enzyme-free strategy towards formation of branched DNA lattice". Biochemical and Biophysical Research Communications. 485 (2) 492–498. doi:10.1016/j.bbrc.2017.02.024.
  19. ↑ 19.0 19.1 19.2 (June 2009). "DNA ligases: progress and prospects". The Journal of Biological Chemistry. 284 (26) 17365–9. doi:10.1074/jbc.R900017200.
  20. ↑ (April 1967). "Enzymatic breakage and joining of deoxyribonucleic acid, I. Repair of single-strand breaks in DNA by an enzyme system from Escherichia coli infected with T4 bacteriophage". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 57 (4) 1021–8. doi:10.1073/pnas.57.4.1021.
  21. ↑ (October 2016). "DNA ligase IV syndrome; a review". Orphanet Journal of Rare Diseases. 11 (1). doi:10.1186/s13023-016-0520-1.
  22. ↑ xeroderma pigmentosum. Genetics Home Reference.
  23. ↑ ataxia-telangiectasia. Genetics Home Reference.
  24. ↑ What Is Fanconi Anemia?. NHLBI, NIH.
  25. ↑ (June 2013). "DNA ligases as therapeutic targets". Translational Cancer Research. 2 (3).

బాహ్య లింకులు

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

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=DNA_లైగేజ్&oldid=4543"