Helicasa
Las helicasas son una clase de enzimas que se cree que son vitales para todos los organismos . Su función principal es descomprimir los genes de un organismo . Ellos son proteínas motoras que se mueven direccionalmente a lo largo de un ácido nucleico esqueleto de fosfodiéster , que separa dos recocido cadenas de ácido nucleico tales como ADN y ARN (de ahí helic- + -asa ), utilizando la energía de ATP hidrólisis. Existen muchas helicasas, que representan la gran variedad de procesos en los que se debe catalizar la separación de las hebras. Aproximadamente el 1% de los genes eucariotas codifican helicasas. [1] El genoma humano codifica 95 helicasas no redundantes: 64 helicasas de ARN y 31 helicasas de ADN. [2] Muchos procesos celulares, como la replicación del ADN , la transcripción , la traducción , la recombinación , la reparación del ADN y la biogénesis del ribosoma , implican la separación de cadenas de ácido nucleico que requiere el uso de helicasas.
Las helicasas se utilizan a menudo para separar las hebras de una doble hélice de ADN o una molécula de ARN autoanneada utilizando la energía de la hidrólisis de ATP , un proceso que se caracteriza por la ruptura de los enlaces de hidrógeno entre las bases de nucleótidos hibridadas . También funcionan para eliminar proteínas asociadas con ácidos nucleicos y catalizar la recombinación de ADN homólogo . [3] Los procesos metabólicos del ARN, como la traducción, la transcripción, la biogénesis del ribosoma , el empalme del ARN, el transporte del ARN, la edición del ARN y la degradación del ARN, son todos facilitados por helicasas. [3]Las helicasas se mueven gradualmente a lo largo de una hebra de ácido nucleico del dúplex con una direccionalidad y procesividad específicas para cada enzima en particular.
Las helicasas adoptan diferentes estructuras y estados de oligomerización . Mientras que las helicasas similares al DnaB desenrollan el ADN como hexámeros en forma de anillo , se ha demostrado que otras enzimas son activas como monómeros o dímeros . Los estudios han demostrado que las helicasas pueden actuar pasivamente, esperando que se produzca el desenrollamiento no catalizado y luego translocarse entre hebras desplazadas, [4] o pueden desempeñar un papel activo en la catalización de la separación de hebras utilizando la energía generada en la hidrólisis de ATP. [5] En el último caso, la helicasa actúa de forma comparable a un motor activo, desenrollando y traslocándose a lo largo de su sustrato como resultado directo de su actividad ATPasa. [6]Las helicasas pueden procesarse mucho más rápido in vivo que in vitro debido a la presencia de proteínas accesorias que ayudan a desestabilizar la unión en horquilla. [6]
La acción enzimática de la helicasa, como el desenrollado de los ácidos nucleicos, se logra mediante la disminución de la barrera de activación ( ) de cada acción específica. [7] La barrera de activación es el resultado de varios factores y se puede definir utilizando la siguiente ecuación, donde
= número de pares de bases desenrollados (bps),
= energía libre de formación de pares de bases,
