Nükleaz, nükleik asitleri kısmen veya tamamen parçalayan bir enzim tipidir. Bu enzimler gerek sindirim sisteminde, gerek de hücre içinde, örneğin hata tamiri, gen regülasyonu, viral savunma gibi önemli işlevlerin gerçekleşmesinde rol oynarlar. Nükleazlar, tiplerine bağlı olarak, DNA ve RNA zincirlerini çeşitli biçimlerde kesebilirler. Gen mühendisliğinde farklı nükleazlar DNA moleküllerinin arzu edilen biçime sokulmasında, ayrıca DNA ve RNA moleküllerinin yapılarının anlaşılmasında birer araç olarak kullanılır.
Nükleazların çeşitli özellikleri onların sınıflandırılmasında kullanılır.
Nükleazlar genelde kaynaklarına göre adlandırılırlar. Özellikle restriksiyon endonüklazlarında, elde edildikleri organizma ve izolasyon ve karakterizasyon sırasına göre bir adlandırma sistemi kullanılır. Örneğin, EcoRI, Escherichia coli R bakteri suşundan elde edilmiş ilk restriksiyon endonükleazıdır.
Uluslararası Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Birliği'nin Adlandırma Komitesi'ne göre nükleazların çok büyük çoğunluğu hidrolaz (EC 3) ailesine aittir ve ester bağlarına etki ederler (EC 3.1). Nükleik asitleri sindiren esterazlar, yukarıda belirtilen kıstasların çeşitli kombinezonlarına göre EC 3.1.11 ile 3.1.31 arasındaki numaralara sahiptir.1
Nükleazların bir kısmı beslenmek amaçlı olarak vücuda alınan nükleik asitlerin sindirilmesine yarar.2 Bazı bakteriler (örneğin Staphylococcus aureus) de tahrip ettikleri dokularda meydan gelen cerahattaki DNA'yı sindirmek için deoksiribonükleaz salgılarlar.3
Nükleazlar hücrenin çalışmasında önemli rol oynarlar. DNA polimerazın DNA zincirine uzatmanın yanı sıra eksonükleaz aktivitesine sahiptir, bu sayede hatalı eklenmiş bazları zincirin ucundan çıkarabilir. Bazı endonükleazlar kimyasal zarar görmüş (örneğin oksidasyon sonucu) DNA parçalarını kesip çıkarırlar. Baz-eksizyon tamirinde görev alan DNAz III, bunun bir örneğidir.4 RNaz H, DNA ikileşmesinde kullanılan RNA primerini sonradan yok etmeye yarar.5 Dicer adlı endoribonükleaz, iki iplikli RNA'ları parçalar, bunun hem gen ifadesi düzenlenmesinde6, hem de çift iplikli RNA virüslerine karşı korunmada7 rolü vardır. Mesajcı RNA'ların 3' uçlarından bir eksonükleaz tarafından sindirilmeleri onların kısa ömürlü olmasına neden olur, bu yüzden belli bir mRNA'ya gerek kalmayıp üretimi durunca kısa sürede o mRNA tükenir. Hatalı sentezlemiş mRNA'lar (bitiş kodonu olmayan veya çok erken gelen) ise anlamsızlık aracılıklı mRNA yıkımı (İng nonsense medıated mRNA decay) yolu ile özel endoribonükleazlar tarafından parçalanırlar.
Biyoteknolojide pek çok uygulaması olan restriksiyon enzimleri, bakterilerin kendilerini virüslerden korumak için evrimleştirmiş oldukları restriksiyon-modifikasyon sistemine ait birer savunma aracıdır. Bu enzimler belli DNA dizilerini tanıyıp DNA'yı o noktada keserler ama o tanıma dizisi kimyasal bir modifikasyona uğramışsa kesmezler. Bakterinin kendi DNA'sı modifiye olmuştur ve dolayısıyla kesilmez, ama bakterinin içine giren bir virüs DNA'sı bu modifikasyonu taşımadığı için kesilir.8
Rekombinant DNA işlemlerinde çeşitli nükleazlar birer araç olarak kullanılırlar. Bunların başlıcaları ve kullanım amaçları aşağıda belirtilmiştir.9
Kistik fibroziste akciğerlerde biriken akyuvarlar parçalanınca açığa çıkan DNA, meydana gelen mukus tabakasının çok daha kıvamlı olmasına neden olur. Deoksiribonükleaz verilmesi ile bu DNA parçalanır ve hasta daha rahat nefes alabilir.10
Orijinal kaynak: nükleaz. Creative Commons Atıf-BenzerPaylaşım Lisansı ile paylaşılmıştır.
Ne Demek sitesindeki bilgiler kullanıcılar vasıtasıyla veya otomatik oluşturulmuştur. Buradaki bilgilerin doğru olduğu garanti edilmez. Düzeltilmesi gereken bilgi olduğunu düşünüyorsanız bizimle iletişime geçiniz. Her türlü görüş, destek ve önerileriniz için iletisim@nedemek.page