Hifenacija ili jednolančani urez, ili haplotomski prelom, ili lomljenje lanca, je rez fosfodiesterske veze između dva susjedna nukleotida na jednom od dva lanca nukleinske kiseline. U genetičkom inženjerstvu ili tokom mutacija, urez je mehanizam koji omogućava inserciju sekvence nukleotida, ili prenosivog ili transpozonskog elementa, u genom ćelije domaćina.
To je diskontinuitet u dvolančanoj molekuli DNK gdje nema fosfodiesterske veze između susjednih nukleotida jednog lanac, obično oštećenjem ili djelovanjem enzima. Urezi dozvoljavaju lancima DNK da se odmotaju tokom replikacije, a takođe se smatra da imaju ulogu u mehanizmima popravka neusklađenosti DNK koji popravljaju greške i na vodećim i na zaostalim lancima kćerima.Williams JS, Kunkel TA. Ribonucleotides in DNA: Origins, repair and consequences. DNA repair. 2014;19:27-37. doi:10.1016/j.dnarep.2014.03.029
Formiranje Dijagram prikazuje efekte ureza na DNK koja se ukršta u uvrnutom plazmidu. Urezivanje se može koristiti za rasipanje energije koju zadržavaju stanja koja se ukrštaju. Urezi omogućavaju DNK da poprimi kružni oblik.Chao Ji, Lingyun Zhang, and Pengye Wang, "Configuration Transitions of Free Circular DNA System Induced by Nicks," Journal of Nanomaterials, vol. 2015, Article ID 546851, 7 pages, 2015. doi:10.1155/2015/546851 280px|thumb|Dijagram prikazuje efekte ureza na DNK forme koje se ukrštaju. Plazmid je čvrsto namotan u negativni superheliks (a). Da bi se oslobodila stanja koja se sijeku, torzijska energija se mora osloboditi korištenjem ureza (b). Nakon uvođenja ureza u sistem, negativna superzavojnica se postepeno odmotava (c) sve dok ne dostigne svoje konačno, kružno, plazmidno stanje (d).
Izrezana DNK može biti rezultat oštećenja DNK ili svrsishodnih, reguliranih biomolekulskih reakcija koje se provode u ćeliji. Tokom obrade, DNK se može urezati fizičkim smicanjem, prekomjernim sušenjem ili enzimima. Pretjerano grubo rukovanje pipetiranjem ili vorteksiranjem stvara fizički stres koji može dovesti do lomova i rezova u DNK. Prekomjerno isušivanje DNK također može razbiti fosfodiestarsku vezu u DNK i rezultirati urezima. Enzimi urezne endonukleaze mogu pomoći u ovom procesu. Jednolančani prekid (urez) u DNK može se formirati hidrolizom i naknadnim uklanjanjem fosfatne grupe unutar spiralne kičme. To dovodi do drugačije konformacije DNK, gdje se formira vodikova veza, umjesto nedostajućeg dijela DNK okosnice kako bi se očuvala struktura.
Popravka ureza Ligaze su svestrani i sveprisutni enzimi koji spajaju 3’ hidroksilne i 5’ fosfatne krajeve kako bi formirali fosfodiestersku vezu, što ih čini neophodnim za popravku urezane DNK i na kraju za vjernost genoma. Ova biološka uloga je također bila izuzetno vrijedna u zatvaranju ljepljivih krajeva plazmida u molekulskom kloniranju. Njihov značaj je potvrđen činjenicom da većina organizama ima višestruke ligaze posvećene specifičnim putevima popravljanja DNK. U eubakterijama ove ligaze pokreću NAD+, a ne ATP. Svaka ureu+zna lokacija zahtijeva 1 ATP ili 1 NAD+ za napajanje popravke ligaze.
thumb|Minimalistički mehanizam zatvaranja ureza DNK pomoću DNK ligaze Da bi spojila ove fragmente, ligaza napreduje kroz tri koraka: Dodatak adenozin-monofosfatne (AMP) grupe enzimu, koji se naziva adenililacija, Prijenos adenozin-monofosfata u DNK i Zaptivanje udubljenja ili formiranje fosfodiestarske veze. Jedan poseban primjer zatvaranja ureza koji katalizira ligazu je E. coli NAD+ zavisna DNK ligaza, LigA. LigA je relevantan primjer jer je strukturno sličan grupi enzima koji se nalazi u svim vrstama bakterija.
Ligaze imaju metalno mjesto vezanja koje je sposobno prepoznati ureze u DNK. Ligaza formira DNK-adenilatni kompleks koji pomaže pri prepoznavanju. Sa ljudskom DNK ligazom, ovo formira kristalizirani kompleks. Kompleks, koji ima DNK-adenilat intermedijer, omogućava DNK-ligazi I da uvede konformacijsku promjenu u DNK za izolaciju i naknadnu popravku ureza DNK.
Reference
Kategorija:DNK