Deaminácia

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Deaminácia je reakcia, pri ktorej dochádza k odstráneniu aminoskupiny z molekuly. Enzýmy, ktoré katalyzujú túto reakciu, sa nazývajú deaminázy.

U ľudí prebieha deaminácia hlavne v pečeni, môže však prebiehať i v obličkách. Pri nadbytku príjmu bielkovín sa deaminácia využíva na rozklad aminokyselín pre zisk energie. Aminoskupina sa odstráni z aminokyseliny a premení sa na amónium. Zvyšok aminokyseliny, ktorý sa skladá hlavne z uhlíka a vodíka, sa recykluje alebo oxiduje na zisk energie. Amoniak je pre ľudí toxický a enzýmy ho premieňajú na močovinu alebo kyselinu močovú pridaním molekúl oxidu uhličitého (čo sa nepokladá za deaminačný proces) v močovinovom cykle, ktorý takisto prebieha v pečeni. Močovina a kyselina močová sa potom môžu bezpečne uvoľniť do krvi a odtiaľ sa môže vylúčiť močom.

Deaminačné reakcie v DNA[upraviť | upraviť zdroj]

Cytozín[upraviť | upraviť zdroj]

Deaminácia cytozínu na uracil.

Spontánna deaminácia je hydrolyzačnou reakciou cytozínu, pri ktorej sa mení na uracil, pri čom sa uvoľňuje amoniak. In vitro prebieha táto reakcia v prítomnosti hydrogensiričitanu, ktorý deaminuje cytozín, ale nie 5-metylcytozín. Vďaka tomu bolo možné sekvenovať metylovanú DNA a bolo možné rozlíšiť nemetylovaný cytozín (ktorý sa premenil na uracil) a metylovaný cytozín (ktorý sa nezmenil).

V DNA je spontánna deaminácia opravovaná odstránením uracilu (produktu deaminácie cytozínu; ktorý sa v DNA nevyskytuje) uracil-DNA glykozylázou, čím vzniká miesto bez bázy (AP miesto). Toto miesto je následne rozpoznávané enzýmami (AP endonukleázami), ktoré štiepia fosfodiesterovú väzbu v DNA, čím sa umožní oprava poruchy výmenou za ďalší cytozín. DNA polymeráza môže takisto vykonať túto opravu pomocou tzv. nick translation, teda terminálneho výstrihu vďaka jej 5'⟶3' exonukleázovej aktivity a následnej opravy doplnením vďaka jej polymerázovej aktivite. DNA ligáza následne vytvorí fosfodiesterovú väzbu, čím vznikne produkt so správnou bázou (cytozínom).

5-metylcytozín[upraviť | upraviť zdroj]

Spontánnaou deamináciou 5-metylcytozínu vzniká tymín a amoniak. Toto je najbežnejšia mutácia jediného nukleotidu. Ak sa táto chyba objaví ešte pred príchodom replikačnej vidličky, môže byť opravená enzýmom tymín-DNA glykozylázou, ktorá odstraňuje nesúladiaci tymín v páre G-T. Tým vzniká miesto bez bázy, ktoré následne opravia AP endonukláza a polymeráza, podobne ako u uracil-DNA glykozylázy.[1]

Deaminácia cytozínu zvyšuje počet mutácií z C na T[upraviť | upraviť zdroj]

Známym dôsledkom metylácie cytozínu je zvýšenie počtu tranzičných mutácii z C na T kvôli deaminácii. Deaminácia cytozínu môže zmeniť mnoho regulačných funkcií genómu. Umlčané transpozóny sa môžu stať znovu transkripčne aktívne kvôli strate CPG miest.[2] Transpozóny by mohli byť zodpovedné za zrýchlenie mechanizmu tvorby enhancerov, pretože poskytujú extra DNA, ktorá je kompatibilná s transkripčnými faktormi hostiteľa, ktoré nakoniec majú dopad na mutácie z C na T.[2]

Guanín[upraviť | upraviť zdroj]

Deamináciou guanínu vzniká xantín. Xantín sa však tiež páruje s cytozínom.[3][4]

Adenín[upraviť | upraviť zdroj]

Deamináciou adenínu vzniká hypoxantín. Hypoxantín sa selektívne páruje s cytozínom namiesto tymínu, analogicky ako imínový tautomér adenínu. Tým vzniká poreplikačná tranzičná mutácia, kde sa A-T pár nahradí za G-C pár.

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

  1. Cloning and Expression of Human G/T Mismatch-specific Thymine-DNA Glycosylase. Journal of Biological Chemistry, 1996, s. 12767–74. DOI10.1074/jbc.271.22.12767. PMID 8662714.
  2. a b DNA methylation enables transposable element-driven genome expansion. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 11 August 2020, s. 19359–19366. ISSN 1091-6490. DOI10.1073/pnas.1921719117. PMID 32719115.
  3. Tyagi, R. (2009). Understanding Genetics and Evolution: Discovery Publishing House.
  4. Herriott, R. M. (1966). Mutagenesis. Cancer Research, 26(9 Part 1)

Pozri aj[upraviť | upraviť zdroj]

Zdroj[upraviť | upraviť zdroj]

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Deamination na anglickej Wikipédii.