A nuclease é um termo que se refere a um grupo de enzimas que degrada os ácidos nucleicos. Este tipo de enzimas pode ser divididos em DNAases e RNAases de acordo com o tipo de ácido nucleico aonde atuam e também pode ser dividido em endonuleases e exonucleases de acordo como o mecanismo de clivagem que efetuam.
A degradação dos ácido nucleicos requer enzimas específicas:
a) as desoxirribonucleases (DNases) que degradam o ácido desoxirribonucleico (DNA);
b) as ribonucleases (RNases) que degradam o ácido ribonucleico (RNA).
As nucleases também são divididas em duas categorias consoante o seu mecanismo de ação:
a) as endonucleases que clivam ligações individuais dentro de moléculas de DNA ou RNA, produzindo fragmentos com novas extremidades. Algumas DNAases clivam ambas as cadeias de um DNA de cadeia dupla no local alvo, enquanto que outras clivam apenas uma das duas cadeias.
b) e as exonucleases que removem resíduos, um de cada vez, na extremidade de uma molécula de DNA, produzindo mononucleótido. As exonucleases atuam sempre numa cadeia simples de ácido nucleico polinucleotídico. E cada exon procede numa direção específica, isto é, começa na extremidade 5’ ou na extremidade 3’ e prossegue na direção da extremidade oposta.
Desoxirribonucleases (DNase)
Os dois tipos principais de DNase são ADNase I e a ADNase II. Ambas são endonucleases que geram oligonucleótidos de 30 e 50 bases, respetivamente.
A família de DNase I humana consiste num grupo de quatro DNases distintas: a DNase I, a DNase X, a DNase g e a DNAS1L2. A DNase I é uma enzima dependente de Ca2+/Mg2+.
A DNase I, a DNase X, a DNase g são endonucleases neutras que mostram atividade máxima a pH neutro (6,8, 6,8 e 7,2, respetivamente), enquanto que a DNAS1L2 é uma endonuclease ácida que mostra atividade máxima a pH ácido (5,6).
Originalmente são proteínas secretórias mas após a aquisição do domínio terminal carboxílico, as DNase g e as DNase X ficam retidas intracelularmente ao contrário a DNase I e a DNAS1L2 que são efetivamente segregadas para o espaço extracelular.
Nas células dos mamíferos, a DNase g é a única, entre a família de DNase I, capaz de originar a degradação apoptótica do DNA. A DNase g está localizada na região perinuclear células saudáveis (não apoptóticas) e é translocada para o núcleo durante o processo de apoptose.
Já a DNase II desempenha um papel importante na degradação do DNA mediada pela invaginação da membrana celular como o principal mecanismo de remoção de DNA essencial para a homeostase da célula. Esta também envolvida na fagocitose e eliminação de DNA exógeno.
Ribonucleases (RNases)
As ribonucleases são enzimas ubíquas que catalisam a degradação do RNA e esta degradação controlada por ribonucleases é um fator determinante no controlo da expressão génica.
As ribonucleases representam uma das principais linhas de defesa contra os vírus de RNA.
Algumas RNases apresentam atividades angiogénicas, neurotoxicas, antitumorais ou imunosuppressivas. Tem-se recolhido e isolado RNases provenientes de diversos organismos para testar o seu potencial clínico. Entre as RNases mais promissoras encontram-se as RNases isoladas de cogumelos, a binase e a barnase isolada de bactérias e a onconase isolada da rã (Rana pipiens).
References:
- Baranovskii, A.G., Buneva, V.N., Nevinsky, G.A. (2004). Human deoxyribonucleases. Biochem. Mosc., 69(6): 587-601.
- Evans, C.J., Aguilera, R.J. (2003). DNase II: genes, enzymes and function. Gene, 322:1-15.
- Fang, E.F., Ng, T.B. (2011). Ribonucleases of different origins with a wide spectrum of medicinal applications. Biochimica et Biophysica Acta, 1815: 65–74.
- Kolarevic, A., Yancheva, D., Kocic, G., Smelcerovic, A. (2014). Deoxyribonuclease inhibitors. European Journal of Medicinal Chemistry, 88: 101-111.
