Biotecnología

Las endonucleasas homing son un tipo especial de enzimas de restricción codificadas por intrones o inteínas, que actúan sobre elDNA de la propia célula que las sintetiza.- .............................................................................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=1787dfc9a63666665c64650541cbb7b2c3e929f0&writer=rdf2latex&return_to=Anexo%3AEndonucleasas+homing+de+restricci%C3%B3n

Las endonucleasas de la vivienda son una colección de endonucleasas codificada, ya sea como autoestables los genes dentro de intrones, como fusiones con proteínas del huésped, o como inteins libre empalme. Ellos catalizan la hidrólisis de ADN genómico dentro de las células que las sintetizan, pero lo hacen a muy pocas, o incluso singular, ubicaciones. Reparación del ADN hidrolizado por la célula huésped con frecuencia resulta en el gen que codifica la endonucleasa de haber sido copiado en el sitio de escisión, por lo tanto, el término "homing" para describir el movimiento de estos genes. Endonucleasas de la vivienda lo que pueden transmitir sus genes horizontalmente dentro de una población de acogida, aumentando su frecuencia de los alelos en mayor que las tasas de Mendel.

Origen y mecanismo

Aunque todavía se está investigando el origen y la función de endonucleasas de la vivienda, la hipótesis más establecido los considera como elementos genéticos egoístas, similares a transposones, ya que facilitan la perpetuación de los elementos genéticos que codifican ellos independiente de proporcionar un atributo funcional para el organismo huésped .

Homing secuencias de reconocimiento de endonucleasas son el tiempo suficiente para producirse al azar sólo con una probabilidad muy baja, y se encuentran normalmente en uno o muy pocos casos por genoma. Generalmente, debido al mecanismo de recalada, el gen que codifica la endonucleasa se encuentra dentro de la secuencia de reconocimiento de que la enzima corta, interrumpiendo así la secuencia de reconocimiento de endonucleasa de ADN y la limitación de corte sólo a los sitios que no llevan el HEG.

Antes de la transmisión, lleva un alelo del gen mientras que el otro no, y es por lo tanto susceptible de ser cortado por la enzima. Una vez que se sintetiza la enzima, se rompe el cromosoma en el alelo-HEG, iniciando una respuesta del sistema de reparación del ADN celular. El daño se repara utilizando recombinación, teniendo el patrón del alelo del ADN opuesta, sin daños, HEG , que contiene el gen para la endonucleasa. Por lo tanto, el gen se copia en el alelo que inicialmente no lo tienen y que se propaga a través de generaciones sucesivas. Este proceso se denomina "homing".

Nomenclatura

Endonucleasas de la vivienda están siempre indicadas con el prefijo que identifica su origen genómico, seguido por un guión: "I-" para endonucleasas codificadas dentro de un intrón, "PI" para las codificadas dentro de una inteína. Algunos autores han propuesto utilizar el prefijo "-F" para las enzimas virales y otras enzimas naturales no codificadas por intrones ni inteínas, y "H-" para las enzimas sintetizadas en un laboratorio. A continuación, una letra mayúscula se deriva de la primera letra del nombre del género del organismo fuente natural, y dos letras minúsculas se deriva del nombre de las especies de ese organismo. Por último, un número romano distingue diferentes enzimas que se encuentran en el mismo organismo.

Por ejemplo, podemos mencionar la enzima PI-TliII que es la segunda enzima codificada por un intein encontrado en las arqueas Thermococcus litoralis, y H-DREI, la primera vivienda de endonucleasa sintética, creada en un laboratorio a partir de las enzimas I-DmoI y yo -CreI, tomado de mobilis Desulfurococcus y Chlamydomonas reinhardtii.

Comparación con las enzimas de restricción

Endonucleasas de la vivienda difieren de enzimas de restricción de tipo II en los varios aspectos:

• Considerando que las enzimas de restricción de tipo II, se unen secuencias de reconocimiento cortos, por lo general simétricas de 4 a 8 pares de bases, endonucleasas de la vivienda se unen muy largo y en muchos casos las secuencias de reconocimiento asimétricos que abarca 12 a 40 pb.
• Endonucleasas de la vivienda son generalmente más tolerantes a las sustituciones en la secuencia de reconocimiento. Las variaciones menores en la secuencia de reconocimiento por lo general disminuyen la actividad de endonucleasas de la vivienda, pero a menudo no eliminan por completo como a menudo ocurre con las enzimas de restricción.
• Endonucleasas de la vivienda comparten motivos estructurales que sugieren que hay cuatro familias, mientras que no ha sido posible determinar familias simplemente reconocibles y distinguibles de las enzimas de restricción de tipo II.
• Endonucleasas de la vivienda actúan como monómeros o homodímeros, y a menudo requieren proteínas asociadas a regular su actividad o complejos de ribonucleoproteína de formulario, en el que el ARN es un componente integral del aparato catalítico. Enzimas de restricción de tipo II también pueden funcionar solos, como monómeros o homodímeros, o con subunidades de proteínas adicionales, pero las subunidades accesorias diferir de las de las endonucleasas de la vivienda. Por lo tanto, pueden requerir restricción, modificación, y las subunidades de especificidad para su acción.
• Por último, endonucleasas tienen una distribución más amplia filogenético, que se producen en los tres dominios biológicos-la Archaea, Bacteria y Eukarya. Enzimas de restricción de tipo II se producen sólo en arqueas, bacterias y ciertos virus. Endonucleasas de la vivienda también se expresan en todos los tres compartimientos de la célula eucariota: núcleos, mitocondrias y cloroplastos. Marcos de lectura abiertos que codifican endonucleasas de la vivienda se han encontrado en los intrones, inteínas y en forma autoportante entre los genes, mientras que los genes que codifican tipo II genes de enzimas de restricción han sido encontrados sólo en forma independiente, casi siempre en estrecha asociación con los genes que codifican enzimas modificadoras del ADN afines. Por lo tanto, mientras que las enzimas de restricción de tipo II y endonucleasas homing comparten la función de escindir ADN de doble cadena, que parecen haber evolucionado independientemente.

Familias estructurales

Actualmente hay seis familias estructurales conocidas. Sus motivos estructurales conservados son:

• LAGLIDADG: Cada polipéptido tiene 1 o 2 motivos LAGLIDADG. La secuencia LAGLIDADG es una secuencia conservada de aminoácidos donde cada letra es un código que identifica un residuo específico. Esta secuencia está directamente involucrado en el proceso de corte de ADN. Esas enzimas que tienen sólo un motivo de trabajo como homodímeros, la creación de una silla de montar que interactúa con el surco mayor del ADN de cada medio-sitio. Los motivos LAGLIDADG contribuyen residuos de aminoácidos a la interfaz de proteína-proteína entre dominios de proteínas o subunidades, y a los sitios activos de la enzima. Las enzimas que poseen dos motivos en una sola cadena de proteína actúan como monómeros, la creación de la silla de montar de una manera similar. Las primeras estructuras que se determinen de endonucleasas eran de la familia estructural LAGLIDADG., Al año siguiente, también se informó de la primera estructura de una vivienda de endonucleasa unido a su sitio diana de ADN.
• GIY-YIG: Estos tienen sólo un motivo GIY-YIG, en la región N-terminal, que interactúa con el ADN en el sitio de corte. La enzima prototípico de esta familia es I-TevI que actúa como un monómero. Estudios estructurales separados se han reportado de los dominios de unión a ADN y catalítica de la I-TevI, la antigua unida a su diana de DNA y el segundo en la ausencia de ADN.,
• His-Cys cuadro: Estas enzimas tienen una región de 30 aminoácidos que incluye 5 residuos conservados: dos histidinas y tres cisteínas. Ellos coordinan el catión metálico es necesario para la catálisis. I-PpoI es el mejor caracterizado enzima de esta familia y actúa como un homodímero. Su estructura se informó en 1998.
• HNH: Estos tienen una secuencia consenso de aproximadamente 30 aminoácidos. Incluye dos pares de histidinas conservadas y una asparagina que crear un dominio de dedos de cinc. I-HmuI es el mejor caracterizado enzima de esta familia, y actúa como un monómero. Su estructura se informó en 2004.
• PD-xK: Estas enzimas contienen un dominio catalítico nucleasa canónica se encuentran típicamente en las endonucleasas de restricción de tipo II. La mejor enzima caracterizada en esta familia, I-Ssp6803I, actúa como un tetrámero. Su estructura se informó en 2007.
• Vsr similar: Estas enzimas fueron descubiertos en la Base de Datos Global Ocean Sampling Metagenómica y descrita por primera vez en 2009 - El término "Vsr-like" se refiere a la presencia de un dominio C-terminal nucleasa que muestra homología reconocible bacteriana Reparación Patch Muy corto endonucleasas .

La arquitectura de dominio

La estructura cristalina de la vivienda de endonucleasa PI-Sce reveló dos dominios: un centro de endonucleolítica se asemeja el dominio C-terminal de la proteína hedgehog de Drosophila melanogaster, y un segundo dominio que contiene el sitio activo de la proteína de corte y empalme.