Bitte logge Dich ein, um diesen Artikel zu bearbeiten.
Bearbeiten

Helikase

(Weitergeleitet von Helicase)

Englisch: helicase

1 Definition

Helikasen sind eine Gruppe von Enzymen, deren Aufgabe die Modulation der Struktur von Nukleinsäuren ist. Sie trennen Basenpaare zwischen zwei RNA- bzw. DNA-Strängen und lösen Sekundärstrukturen von Nukleinsäuren auf. Damit sind sie wichtig für zelluläre Prozesse, wie die Replikation und Transkription.

2 Biochemie

2.1 Rolle in der prokaryotischen Replikation

Zu Beginn der Replikation muss die Helikase die Replikationsstelle(n) erkennen. Dies geschieht bei Prokaryoten, indem das Initiationsprotein DnaA an die DNA-Sequenz des Replikationsursprungs (ori, "origin of replication") bindet. Anschließend wird die Doppelhelix durch die ATP-abhängige Helikase DnaB entwunden. Nun kann das Enzym die DNA-Stränge auftrennen. Dies geschieht, indem es an einem Strang "entlangwandert" und dabei den Komplementärstrang verdrängt. Es entsteht die sog. Replikationsgabel.

Eine sofortige Reassoziation der Einzelstränge und die Ausbildung intramolekularer Haarnadelschleifen werden durch eine Anlagerung von Einzelstrangbindeproteinen (ssb) verhindert.

Damit sich die Doppelhelix entwinden kann, rotiert der vor der Replikationsgabel liegende Abschnitt. Die dazu notwendige Umdrehungsgeschwindigkeit hängt von der Syntheserate ab. Spezifische Enzyme, sog. Topoisomerasen, verhindern dabei, dass das gesamte Chromosom rotiert.

3 Klassifikation

  • ...nach Substrat: Man unterscheidet man zwischen DNA- und RNA-Helikasen
  • ...nach Strangart: Einzelstrang-bindende Typen werden alpha-Helikasen, Doppelstrang-bindende beta-Helikasen genannt.
  • ...nach Translokationspolarität: Läuft die Translokation in 3'-5'-Richtung, handelt es sich um Typ A, bei 5'-3'-Richtung um Typ B Helikasen.
  • ...nach Sequenzmotiv: Je nach Sequenzmotiv werden Helikasen einer von sechs Superfamilien (Superfamily, SF) zugeordnet. SP1 und 2 enthalten nicht-ringförmige, SP3-6 ringförmige Helikasen. Innerhalb einiger Superfamilien werden die einzelnen Helikasen zusätzlich anhand der oben genannten Eigenschaften eingeteilt.
    • Superfamilie 1 (SF1): Es existieren SF1A und B, wobei alpha-Helikasen zur Untergruppe der SF1A und beta-Helikasen der Untergruppe SF1B zugehören
    • Superfamilie 2 (SF2): Stellt die größte Superfamilie mit der größten Bandbreite zellulärer Prozesse dar
    • Superfamilie 3 (SF3): Ausschließlich alpha-Helikasen (und damit vom Typ A), die vor allem bei verschiedenen DNA-Viren vorkommen
    • Superfamilie 4 (SF4): Ausschließlich beta-Helikasen (Typ B), die des T7-Bakteriophagen ist am besten erforscht
    • Superfamilie 5 (SF5): Diese Gruppe besteht nur aus Rho-Proteinen.
    • Superfamilie 6 (SF6): Zu dieser Gruppe gehören vor allem minichromosome-maintenance-proteins (MCM)

4 Klinik

Dem Werner-Syndrom liegt ein Helikase-Defekt zugrunde, der bei Betroffenen im Erwachsenenalter zu einer Progerie (Progeria adultorum) führt. Ursächlich ist ein Defekt des Gens der WRN-Helikase, die an der Erhaltung der genomischen Integrität, Telomerstabilität und der DNA-Reparatur beteiligt ist. Der Defekt äußert sich in einer erhöhten Mutationsrate und Chromosomeninstabilität.

5 Literatur

Um diesen Artikel zu kommentieren, melde Dich bitte an.

Klicke hier, um einen neuen Artikel im DocCheck Flexikon anzulegen.

Artikel wurde erstellt von:

Letzte Autoren des Artikels:

2 Wertungen (4 ø)

15.670 Aufrufe

Hast du eine allgemeine Frage?
Hast du eine Frage zum Inhalt?
Copyright ©2019 DocCheck Medical Services GmbH | zur mobilen Ansicht wechseln
DocCheck folgen: