Ribonuklease

Bändermodell der RNase A.

Ribonukleasen, kurz RNasen (auch fälschlich geschrieben RNAsen), sind Nukleasen, die die Hydrolyse von Ribonukleinsäuren in kleinere Fragmente katalysieren. Sie werden unterteilt in Endo- und Exoribonukleasen.

Funktion

In lebenden Zellen ist die Erbinformation in Form von DNA gespeichert. Die Information wird jedoch nicht direkt umgesetzt, sondern zunächst im Schritt der Transkription als RNA kopiert. Von dieser RNA wird abgelesen und die gespeicherte Information umgesetzt. (siehe Proteinbiosynthese)

RNasen haben zur Aufgabe, zelluläre RNAs zu prozessieren und abzubauen – z. B. damit die Regulation der Transkription einen Effekt auf die, für die zur Translation zur Verfügung stehende, mRNA-Menge haben kann (siehe Genregulation). Außerdem stellt der RNA-Abbau einen Schutzmechanismus der angeborenen Immunantwort dar, indem das Genom eingedrungener RNA-Viren mit der Hilfe von RNasen zerstört werden kann. RNasen sind Enzyme, die Verbindungen des Zucker-Gerüstes der RNA trennen und somit die Nukleotid-Monomere freisetzen, die zur Bildung neuer RNA benötigt werden. Ribonukleasen lassen sich mit Diethyldicarbonat hemmen.

Endoribonukleasen

RNase A

Die RNase A spaltet einzelsträngige RNA. Die RNase A erkennt die beiden Pyrimidine U und C und spaltet die Phosphordiesterbindung an der 5'-Position der Ribose des jeweils in der RNA-Kette auf U bzw. C folgenden Nukleotids.

RNase A findet sich unter anderem im Schweiß. Dadurch baut es auch RNA-Viren ab, die den Körper infizieren könnten. Somit gehört die Sekretion von RNase A mit dem Schweiß zu den Abwehrmechanismen des Körpers. Diese Sekretion führt dazu, dass RNase A eine sehr häufig extrazellulär vorkommende „Umwelt-Nuklease“ darstellt.

Ribonuklease A war eines der ersten Biomoleküle, dessen Struktur aufgeklärt wurde. Im Jahr 1967 gelang dies zwei Teams unabhängig voneinander.^[1]

RNase H

Die RNase H ist eine unspezifische Endoribonuklease, die RNA-DNA Heteroduplexe erkennt und spaltet. Die Spaltung der RNA erfolgt hydrolytisch über ein enzymgebundenes bivalentes Metallion.

Sie erfüllt somit z.B. eine wichtige Funktion bei der Replikation der DNA, da sie den angelagerten RNA-Primer wieder entfernt.

RNase P

Die RNase P ist ein Ribozym. Ihre Funktion besteht darin, eine Präkursor-Sequenz bei der Prozessierung der tRNA abzuspalten.

Exoribonukleasen

RNase R

Die RNase R ist eine 3'→5' Exoribonuklease, die bei der Degradation von mRNA in Bakterien involviert ist.

RNase D

Die RNase D ist ein 3'→5' Exoribonuklease, die bei der Prozessierung der tRNA involviert ist.

Einzelnachweise

1. ↑ Kartha G: Tertiary structure of ribonuclease. In: Nature. 214, Nr. 5085, 1967, S. 234. doi:10.1038/214234a0. PMID 6034236.

Weblinks

• David Goodsell: Molecule of the Month: Ribonuclease A – doi:10.2210/rcsb_pdb/mom_2008_9