राइबोन्यूक्लिएज

राइबोन्यूक्लिज़ (आमतौर पर संक्षिप्त RNase) एक प्रकार का न्यूक्लियस है जो छोटे घटकों में RNA के क्षरण को उत्प्रेरित करता है। राइबोन्यूक्लिएज को एंडोरिबोन्यूक्लिएज और exoribonuclease में विभाजित किया जा सकता है, और ईसी 2.7 (फॉस्फोरोलिटिक एंजाइमों के लिए) और 3.1 (हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों के लिए) एंजाइमों के वर्गों के भीतर कई उप-वर्ग शामिल हैं।

समारोह
अध्ययन किए गए सभी जीवों में दो अलग-अलग वर्गों के कई आरएनएस होते हैं, जो दिखाते हैं कि आरएनए गिरावट एक बहुत ही प्राचीन और महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। साथ ही साथ सेलुलर आरएनए की समाशोधन जो अब आवश्यक नहीं है, आरएनएएस सभी आरएनए अणुओं की परिपक्वता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, दोनों मैसेंजर आरएनए जो प्रोटीन और गैर-कोडिंग आरएनए बनाने के लिए अनुवांशिक सामग्री लेते हैं जो विभिन्न सेलुलर प्रक्रियाओं में कार्य करते हैं। इसके अलावा, सक्रिय आरएनए गिरावट प्रणाली आरएनए वायरस के खिलाफ पहली रक्षा है और आरएनएआई जैसी अधिक उन्नत सेलुलर प्रतिरक्षा रणनीतियों के लिए अंतर्निहित मशीनरी प्रदान करती है।

कुछ कोशिकाएं प्रचुर मात्रा में गैर-विशिष्ट RNases जैसे A और T1 का भी स्राव करती हैं। इसलिए, RNases अत्यंत सामान्य हैं, जिसके परिणामस्वरूप किसी भी RNA के लिए बहुत कम जीवनकाल होता है जो संरक्षित वातावरण में नहीं होता है। यह ध्यान देने योग्य है कि सभी अंतःकोशिकीय आरएनए आरएनएएस गतिविधि से 5' कैप | 5' एंड कैपिंग, 3' एंड पॉलीएडेनाइलेशन, एक आरएनए·आरएनए डुप्लेक्स के गठन, और एक आरएनए प्रोटीन कॉम्प्लेक्स ( ribonucleoprotein ) के भीतर फोल्डिंग सहित कई रणनीतियों द्वारा सुरक्षित हैं। कण या आरएनपी)।

सुरक्षा का एक अन्य तंत्र राइबोन्यूक्लिज़ अवरोधक (आरआई) है, जिसमें कुछ प्रकार की कोशिकाओं में सेलुलर प्रोटीन (~0.1%) का एक अपेक्षाकृत बड़ा अंश शामिल होता है, और जो किसी भी प्रोटीन-प्रोटीन इंटरेक्शन के उच्चतम संबंध के साथ कुछ राइबोन्यूक्लाइजेस को बांधता है; RI-RNase A कॉम्प्लेक्स के लिए पृथक्करण स्थिरांक शारीरिक स्थितियों के तहत ~ 20 fM है। अधिकांश प्रयोगशालाओं में आरआई का उपयोग किया जाता है जो पर्यावरणीय आरएनएएस से गिरावट के खिलाफ अपने नमूनों की रक्षा के लिए आरएनए का अध्ययन करते हैं।

प्रतिबंध एंजाइमों के समान, जो डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए के अत्यधिक विशिष्ट अनुक्रमों को काटते हैं, विभिन्न प्रकार के एंडोरिबोन्यूक्लाइजेस जो सिंगल-स्ट्रैंडेड आरएनए के विशिष्ट अनुक्रमों को पहचानते हैं और काटते हैं, उन्हें हाल ही में वर्गीकृत किया गया है।

RNases कई जैविक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जिसमें फूलों के पौधों (एंजियोस्पर्म) में एंजियोजिनेसिस  और स्व-असंगति शामिल है।  प्रोकैरियोटिक  विष-प्रतिविष प्रणाली  के कई तनाव-प्रतिक्रिया विषाक्त पदार्थों को RNase गतिविधि और समरूपता (जीव विज्ञान) के लिए दिखाया गया है।

प्रमुख प्रकार के एंडोरिबोन्यूक्लाइजेस
* : रिबोन्यूक्लिएज ए एक आरएनएएस है जो आमतौर पर अनुसंधान में प्रयोग किया जाता है। RNase A (उदा., गोजातीय अग्नाशय राइबोन्यूक्लिएज ए: ) सामान्य प्रयोगशाला उपयोग में सबसे कठिन एंजाइमों में से एक है; इसे अलग करने की एक विधि कच्चे सेलुलर अर्क को तब तक उबालना है जब तक कि RNase A के अलावा अन्य सभी एंजाइम विकृतीकरण (जैव रसायन) नहीं हो जाते। यह एकल-फंसे आरएनए के लिए विशिष्ट है। यह अयुग्मित सी और यू अवशेषों के 3'-छोर को काटता है, अंततः 2', 3'-चक्रीय मोनोफॉस्फेट मध्यवर्ती के माध्यम से 3'-फॉस्फोराइलेटेड उत्पाद बनाता है। इसकी गतिविधि के लिए इसे किसी सहकारकों की आवश्यकता नहीं होती है
 * : RNase H एक राइबोन्यूक्लिज़ है जो ssDNA का उत्पादन करने के लिए DNA/RNA द्वैध में RNA को विभाजित करता है। RNase H एक गैर-विशिष्ट एंडोन्यूक्लिज़ है और एक हाइड्रोलाइटिक तंत्र के माध्यम से आरएनए के दरार को उत्प्रेरित करता है, जो एक एंजाइम-बाउंड डाइवलेंट मेटल आयन द्वारा सहायता प्राप्त करता है। RNase H एक 5'-फॉस्फोराइलेटेड उत्पाद छोड़ता है।
 * : RNase III एक प्रकार का राइबोन्यूक्लिज़ है जो प्रोकैरियोट्स में लिखित पॉलीसिस्ट्रोनिक आरएनए ऑपेरॉन से rRNA (16s rRNA और 23s rRNA) को अलग करता है। यह RNAse के डबल-स्ट्रैंडेड RNA (dsRNA)-डाइसर परिवार को भी पचाता है, एक विशिष्ट साइट पर प्री-miRNA (60-70bp लंबा) काटता है और इसे miRNA (22-30bp) में परिवर्तित करता है, जो कि प्रतिलेखन के नियमन में सक्रिय रूप से शामिल है। और एमआरएनए लाइफ-टाइम।
 * एंजाइम आयोग संख्या 3.1.26.-??: RNase L एक इंटरफेरॉन-प्रेरित न्यूक्लियस है, जो सक्रियण पर, कोशिका के भीतर सभी RNA को नष्ट कर देता है
 * : RNase P एक प्रकार का राइबोन्यूक्लिएज है जो इस मायने में अद्वितीय है कि यह एक राइबोजाइम है - एक RNA जो एक एंजाइम की तरह उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। इसके कार्यों में से एक फंसे हुए प्री-टीआरएनए के 5' छोर से एक नेता अनुक्रम को अलग करना है। RNase P प्रकृति में दो ज्ञात मल्टीपल टर्नओवर राइबोजाइम में से एक है (दूसरा राइबोसोम है)। बैक्टीरिया में RNase P होलोनीजाइम की उत्प्रेरक गतिविधि के लिए भी जिम्मेदार होता है, जिसमें एक एपोएंजाइम होता है जो एक कोएंजाइम के साथ संयोजन द्वारा एक सक्रिय एंजाइम प्रणाली बनाता है और एक सब्सट्रेट के लिए इस प्रणाली की विशिष्टता निर्धारित करता है। RNase P का एक रूप जो एक प्रोटीन है और इसमें RNA नहीं होता है, हाल ही में खोजा गया है।
 * एंजाइम कमीशन संख्या 3.1.??: RNase PhyM एकल-स्ट्रैंडेड RNAs के लिए अनुक्रम विशिष्ट है। यह अयुग्मित A और U अवशेषों के 3'-छोर को काटता है।
 * : RNase T1 एकल-फंसे हुए RNAs के लिए अनुक्रम विशिष्ट है। यह अयुग्मित G अवशेषों के 3'-छोर को काटता है।
 * : RNase T2 एकल-फंसे हुए RNAs के लिए अनुक्रम विशिष्ट है। यह सभी 4 अवशेषों के 3'-अंत को काटता है, लेकिन अधिमानतः 3'-अंत के रूप में।
 * : RNase U2 एकल-फंसे हुए RNAs के लिए अनुक्रम विशिष्ट है। यह अयुग्मित A अवशेषों के 3'-छोर को काटता है।
 * : RNase V पॉलीएडेनाइन और पॉलीयूरिडीन RNA के लिए विशिष्ट है।
 * : RNase E पौधे की उत्पत्ति का एक राइबोन्यूक्लिज़ है, जो बैक्टीरिया में SOS प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करता है, RecA/LexA आश्रित सिग्नल ट्रांसडक्शन पाथवे द्वारा SOS तंत्र के सक्रियण द्वारा डीएनए क्षति के तनाव की प्रतिक्रिया के लिए जो ट्रांसक्रिप्शनल रूप से अग्रणी जीनों की बहुलता को कम करता है। कोशिका विभाजन की पारगमन गिरफ्तारी के साथ-साथ डीएनए की मरम्मत की शुरुआत।
 * : RNase G यह 5s rRNA के 16'-अंत को संसाधित करने में शामिल है। यह गुणसूत्र पृथक्करण और कोशिका विभाजन से संबंधित है। इसे साइटोप्लाज्मिक अक्षीय फिलामेंट बंडलों के घटकों में से एक माना जाता है। यह भी माना जाता है कि यह इस संरचना के गठन को नियंत्रित कर सकता है।

प्रमुख प्रकार के एक्सोरिबोन्यूक्लाइजेस

 * एंजाइम आयोग संख्या : पोलिन्यूक्लियोटाइड फॉस्फोरिलेज़ (PNPase)PNPase) एक exonuclease के साथ-साथ न्यूक्लियोटिडिलट्रांसफेरेज़ के रूप में कार्य करता है।
 * एंजाइम आयोग संख्या : RNase PH एक एक्सोन्यूक्लिज़ के साथ-साथ एक न्यूक्लियोटिडाइलट्रांसफेरेज़ के रूप में कार्य करता है।
 * एंजाइम कमीशन नंबर 3.1.??: RNase R, RNase II का एक करीबी होमोलॉग है, लेकिन यह RNase II के विपरीत, गौण कारकों की सहायता के बिना माध्यमिक संरचनाओं के साथ RNA को नीचा दिखा सकता है।
 * एंजाइम आयोग संख्या : RNase D प्री-ट्रांसफर RNA के 3'-टू-5' प्रोसेसिंग में शामिल है।
 * एंजाइम कमीशन संख्या 3.1.??: RNase T कई स्थिर RNAs की 3'-to-5' परिपक्वता के लिए प्रमुख योगदानकर्ता है।
 * : ओलिगोरिबोन्यूक्लिएज छोटे ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स को मोनोन्यूक्लियोटाइड्स में डिग्रेड करता है।
 * : एक्सोरिबोन्यूक्लिज़ I एकल-फंसे हुए आरएनए को 5'-टू-3' से नीचा दिखाता है, केवल यूकेरियोट्स में मौजूद है।
 * : एक्सोरिबोन्यूक्लिज़ II, एक्सोरिबोन्यूक्लिज़ I का एक करीबी होमोलॉग है।

RNase विशिष्टता
सक्रिय स्थल एक दरार घाटी की तरह दिखता है जहाँ सभी सक्रिय स्थल अवशेष घाटी की दीवार और तल बनाते हैं। दरार बहुत पतली है और छोटा सब्सट्रेट पूरी तरह से सक्रिय साइट के बीच में फिट बैठता है, जो अवशेषों के साथ सही बातचीत की अनुमति देता है। यह वास्तव में उस साइट के लिए थोड़ा वक्रता है जो सब्सट्रेट भी है। हालांकि आमतौर पर अधिकांश एक्सो- और एंडोरिबोन्यूक्लाइजेस अनुक्रम विशिष्ट नहीं होते हैं, हाल ही में सीआरआईएसपीआर/कैस सिस्टम मूल रूप से डीएनए को पहचानने और काटने के लिए अनुक्रम-विशिष्ट तरीके से एसएसआरएनए को साफ करने के लिए इंजीनियर किया गया था।

RNase संदूषण RNA निष्कर्षण के दौरान
आणविक जीव विज्ञान प्रयोगों में आरएनए निष्कर्षण सर्वव्यापी और हार्डी राइबोन्यूक्लाइजेस की उपस्थिति से बहुत जटिल है जो आरएनए नमूनों को नीचा दिखाते हैं। कुछ RNases बेहद कठोर हो सकते हैं और DNases को बेअसर करने की तुलना में उन्हें निष्क्रिय करना मुश्किल है। जारी होने वाले सेलुलर RNases के अलावा, कई RNases हैं जो पर्यावरण में मौजूद हैं। RNases विभिन्न जीवों में कई बाह्य कार्य करने के लिए विकसित हुए हैं।  उदाहरण के लिए, RNase A सुपरफैमिली का एक सदस्य RNase 7, मानव त्वचा द्वारा स्रावित होता है और एक शक्तिशाली एंटीपैथोजेन रक्षा के रूप में कार्य करता है।  इन स्रावित RNases में, एंजाइमैटिक RNase गतिविधि इसके नए, exaptation फ़ंक्शन के लिए आवश्यक भी नहीं हो सकती है। उदाहरण के लिए, प्रतिरक्षा RNases जीवाणुओं की कोशिका झिल्लियों को अस्थिर करके कार्य करते हैं।

संदर्भ
Ahmed TAE, Udenigwe CC, Gomaa A. Editorial: Biotechnology and Bioengineering Applications for Egg-Derived Biomaterials. Front Bioeng Biotechnol. 2021 Sep 20;9:756058

स्रोत

 * डी अलेसियो जी और रिओर्डन जेएफ, एड। (1997) राइबोन्यूक्लाइजेस: स्ट्रक्चर्स एंड फंक्शंस, अकादमिक प्रेस।
 * गेर्डेस के, क्रिस्टेंसन एसके और लोबनेर-ओलेसन ए (2005)। प्रोकैरियोटिक विष-एंटीटॉक्सिन तनाव प्रतिक्रिया लोकी। नट। रेव। माइक्रोबॉयल। (3) 371-382।

बाहरी संबंध

 * IUBMB Enzyme Database for EC 3.1
 * Integrated Enzyme Database for EC 3.1