Rozdiel medzi endonukleázou a exonukleázou

Kľúčový rozdiel - endonukleáza verzus exonukleáza
 

Predtým, ako sa pozrieme na rozdiel medzi endonukleázou a exonukleázou, je dôležité vedieť, čo presne je nukleáza. Nukleáza je enzým schopný štiepiť fosfodiesterové väzby medzi nukleotidmi v nukleových kyselinách. Endonukleáza a exonukleáza sú dve klasifikácie nukleáz. Kľúčový rozdiel medzi endonukleázou a exonukleázou je ten endonukleázy štiepia väzby medzi nukleotidmi v molekule nukleovej kyseliny, zatiaľ čo exonukleázy štiepia väzbu medzi nukleotidmi na 3 'alebo 5' koncoch molekuly nukleovej kyseliny.

OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je nukleáza
3. Čo je endonukleáza
4. Čo je to exonukleáza
5. Porovnanie bok po boku - endonukleáza verzus exonukleáza
6. Zhrnutie

Čo je nukleáza?

Nukleáza je enzým, ktorý má schopnosť štiepiť fosfodiesterové väzby medzi nukleotidmi v nukleových kyselinách. Patrí do skupiny enzýmov hydrolázy, pretože hydrolyzuje chemické väzby medzi nukleotidmi. Tento enzým je nevyhnutný pre prirodzené mechanizmy opravy DNA, ktoré sa vyskytujú v bunkách a pri biotechnologických procesoch, ako sú klonovanie génov, technológia rekombinantnej DNA, RFLP, AFLP, sekvenovanie génov, génová terapia, mapovanie genómov atď..

Existujú dva hlavné typy nukleáz: ribonukleáza a deoxyribonukleáza, ktoré pôsobia a narušujú chemické väzby medzi monomérmi RNA a DNA. Podľa miesta pôsobenia nukleáz sú ďalej rozdelené do dvoch skupín, a to endonukleáza a exonukleáza. Endonukleázy rozpoznávajú špecifické oblasti sekvencií nukleových kyselín a štiepia fosfodiesterové väzby medzi nukleotidmi, ktoré sú umiestnené v strede nukleových kyselín. Exonukleázy štiepia fosfodiesterové väzby medzi nukleotidmi, ktoré sú umiestnené na koncoch nukleových kyselín.

Obrázok 1: Nukleázová aktivita

Čo je to endonukleáza?

Endonukleáza je typ nukleáz, ktoré štiepia nukleové kyseliny od stredu. Rozoznáva špecifické nukleotidové sekvencie nukleovej kyseliny a narušuje chemické väzby medzi nukleotidmi. Sú tiež známe ako reštrikčné endonukleázy pretože prehľadávajú špecifické reštrikčné miesta a štiepia väzbu a produkujú reštrikčné fragmenty. Viac ako 100 reštrikčných endonukleáz je identifikovaných v baktériách a archaea a získavajú sa na komerčné účely.

V biotechnológii sa vo veľkej miere používajú reštrikčné endonukleázy. Pri molekulárnom klonovaní hrajú dôležitú úlohu. Väčšina z nich sú dimérne enzýmy zložené z dvoch proteínových podjednotiek. Dve proteínové podjednotky obalia dvojvláknovú DNA a oddelene štiepia obidva vlákna z oboch strán. Existujú stovky typov reštrikčných endonukleáz s jedinečnými rozpoznávacími miestami v baktériách. Kvôli ich vysokej špecifickosti pri reštrikcii sa štiepia iba v špecifických sekvenciách. Preto sa považujú za vysoko užitočné molekulárne nástroje v technológii rekombinantnej DNA. Produkcia rekombinantnej molekuly DNA nie je možná bez reštrikčných endonukleáz. Vytvorenie molekuly rekombinantnej DNA je základným krokom väčšiny molekulárno-biologických technológií.

Nasledujúci príklad pomôže čitateľom pochopiť rozpoznávanie jedinečnej sekvencie reštrikčnými endonukleázami.

Bam HI je reštrikčná endonukleáza, ktorá prehľadáva nasledujúce reštrikčné miesto v molekule DNA (miesto je zobrazené červenými písmenami).Keď BamHI štiepi nukleovú kyselinu z reštrikčného miesta, vytvorí nasledujúce dva fragmenty.EcoRI je ďalšia reštrikčná endonukleáza vysoko užitočná v technológii rekombinantnej DNA, ktorá pôsobí na svoje špecifické miesto rozpoznávania reštrikcií a štiepi DNA, ako je znázornené na obrázku 2..

Obrázok 2: EcoRI

Čo je to exonukleáza?

Exonukleáza je nukleázový enzým, ktorý štiepi chemické väzby medzi nukleotidmi na 3 'alebo 5' koncoch reťazcov nukleových kyselín. Rozdeľuje jednotlivé nukleotidy na konci reťazca a vytvára nukleozidy prenosom fosfátových skupín do vody. Exonukleázy sa nachádzajú v archaea, baktériách a eukaryotoch. V E coli je prítomných 17 rôznych exonukleáz vrátane DNA polymeráz 1, 2 a 3. Niekoľko DNA polymeráz vykazuje 3 'až 5' exonukleázu korektívnu aktivitu.

Exonukleázy sú dôležité pri oprave DNA, genetickej rekombinácii, prevencii výskytu mutácií, stabilizácii genómu atď..

Obrázok 3: Exonukleázový účinok RecBCD E Coli

Aký je rozdiel medzi endonukleázou a exonukleázou?

Endonukleáza vs Exonukleáza
Endonukleáza je typ nukleázových enzýmov, ktoré štiepia väzby medzi nukleotidmi v molekule nukleovej kyseliny.	Exonukleáza je typ nukleázových enzýmov, ktoré štiepia väzbu medzi nukleotidmi na 3 'alebo 5' koncoch molekuly nukleovej kyseliny..
Koncové produkty
Endonukleázy produkujú oligonukleotidové reštrikčné fragmenty	Exonukleotidy produkujú nukleozidy
funkcie
Rozdeľujú fosfodiesterové väzby a produkujú reštrikčné fragmenty. Ale bodka odstráni nukleotidy jeden po druhom.	Odstránia nukleotidy jeden po druhom z koncov nukleových kyselín.
Príklady
Príklady zahŕňajú BamHI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I,	Príklady zahŕňajú Exonukleáza I, Exonukleáza III, RecBCD (Exonukleáza V), RecJ exonukleáza, Exonukleáza VIII / RecE, Exonukleáza IX, Exonukleáza T, Exonukleáza X atď..

Zhrnutie - endonukleáza vs exonukleáza

Nukleázy sú zodpovedné za prerušenie fosfodiesterových chemických väzieb medzi nukleotidmi nukleových kyselín. Nukleázy môžu pôsobiť na alebo na konci reťazca nukleovej kyseliny. Podľa miesta pôsobenia sa v organizmoch vyskytujú dva hlavné typy nukleáz. Sú to endonukleáza a exonukleáza. Endonukleázy štiepia nukleotidy zo stredu reťazca, zatiaľ čo exonukleázy štiepia nukleotidy z koncov reťazca nukleovej kyseliny. Endonukleázy sú v technológii rekombinantnej DNA veľmi dôležité, pretože rozpoznávajú špecifické sekvencie báz v reťazci nukleových kyselín a prerušujú väzby medzi nukleotidmi.

referencie:
1. „Obmedzovací enzým.“ Reštrikčný enzým Články s otvoreným prístupom Časopisy s otvoreným prístupom Zborník z konferencie Redaktori Autori Recenzenti vedecké udalosti. N.p., n.d. Web. 11. marca 2017
2.Pingoud, Alfred a Albert Jeltsch. „Štruktúra a funkcia reštrikčných endonukleáz typu II.“ Výskum nukleových kyselín. Oxford University Press, 15. septembra 2001. Web. 11. marca 2017
3.Lovett, Susan T. „DNA exonukleázy z Escherichia coli.“ EcoSal Plus. Americká národná lekárska knižnica, december 2011. Web. 11. marca 2017

S láskavým dovolením:
1. „Enzým reštrikcie Eco RI“, autor Tinastella - vlastná práca (public domain) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „HR RecBCD RecA“ Autor: Emw2012 - Vlastná práca (CC BY-SA 3.0) cez Commons Wikimedia