nyckelskillnad – endonukleas vs exonukleas
Innan du tittar på skillnaden mellan endonukleas och exonukleas är det viktigt att veta exakt vad ett nukleas är. Ett nukleas är ett enzym som kan klyva fosfodiesterbindningar mellan nukleotider i nukleinsyror. Endonukleas och exonukleas är två klassificeringar av nukleaser. Den viktigaste skillnaden mellan endonukleas och exonukleas är att endonukleaser klyver bindningarna mellan nukleotider i nukleinsyramolekylen medan exonukleaser klyver bindningen mellan nukleotider vid 3'- eller 5'-ändarna av nukleinsyramolekylen.
Vad är en Nuclease?
Ett nukleas är ett enzym som har förmågan att klyva fosfodiesterbindningar mellan nukleotider i nukleinsyror. Det tillhör hydrolasenzymgruppen eftersom det hydrolyserar de kemiska bindningarna mellan nukleotider. Detta enzym är väsentligt för naturliga DNA-reparationsmekanismer som förekommer i cellerna och i bioteknologiska processer såsom genkloning, rekombinant DNA-teknologi, RFLP, AFLP, gensekvensering, genterapi, genomkartläggning etc.
Det finns två huvudtyper av nukleaser: ribonukleas och deoxiribonukleas, som verkar och bryter de kemiska bindningarna mellan monomerer av RNA respektive DNA. Enligt verkningsstället för nukleaserna är de ytterligare kategoriserade i två grupper, nämligen endonukleas och exonukleas. Endonukleaser känner igen specifika sekvensregioner av nukleinsyrorna och klyver fosfodiesterbindningarna mellan nukleotider som är belägna i mitten av nukleinsyrorna. Exonukleaser klyver fosfodiesterbindningar mellan nukleotider som är belägna i ändarna av nukleinsyrorna.
Figur 1: Nukleaseaktivitet
Vad är ett endonukleas?
Endonukleas är en typ av nukleaser som klyver nukleinsyror från mitten. Den känner igen specifika nukleotidsekvenser av nukleinsyra och bryter de kemiska bindningarna mellan nukleotider. De är också kända som restriktionsendonukleaser eftersom de söker efter specifika restriktionsställen och klyver bindningen och producerar restriktionsfragment. Mer än 100 restriktionsendonukleaser identifieras i bakterier och archaea och erhålls för kommersiella ändamål.
Restriktionsendonukleaser används i stor utsträckning inom bioteknik. De spelar en viktig roll i molekylär kloning. De flesta av dem är dimera enzymer sammansatta av två proteinsubenheter. Två proteinsubenheter omsluter det dubbelsträngade DNA:t och klyver båda strängarna separat från båda sidor. Det finns hundratals typer av restriktionsendonukleaser med unika igenkänningsställen i bakterier. På grund av deras höga specificitet i restriktion klyver de endast vid specifika sekvenser. Därför anses de vara mycket användbara molekylära verktyg i rekombinant DNA-teknik. Utan restriktionsendonukleaser är produktionen av rekombinant DNA-molekyl inte möjlig. Skapandet av den rekombinanta DNA-molekylen är det grundläggande steget i de flesta molekylärbiologiska teknologier.
För att förstå den unika sekvensigenkänningen av restriktionsendonukleaser, kommer följande exempel att hjälpa läsarna.
Bam HI är ett restriktionsendonukleas som söker efter följande restriktionsställe i DNA-molekylen (platsen visas med röda bokstäver).
När Bam HI väl klyver nukleinsyran från restriktionsstället, producerar den följande två fragment.
EcoRI är ett annat restriktionsendonukleas som är mycket användbart i rekombinant DNA-teknologi verkar på dess specifika restriktionsigenkänningsställe och klyver DNA som visas i figur 2.
Figur 2: EcoRI
Vad är ett exonukleas?
Exonukleas är ett nukleasenzym som klyver kemiska bindningar mellan nukleotider vid 3'- eller 5'-ändarna av nukleinsyrakedjorna. Det bryter enstaka nukleotider i slutet av kedjan och producerar nukleosider genom att överföra fosfatgrupper till vatten. Exonukleaser finns i archaea, bakterier och eukaryoter. I E coli finns det 17 olika exonukleaser närvarande inklusive DNA-polymeras 1, 2 och 3. Flera DNA-polymeraser uppvisar 3' till 5' exonukleas korrekturläsningsaktivitet.
Exonukleaser är viktiga vid DNA-reparation, genetisk rekombination, förebyggande av uppkomsten av mutationer, genomstabilisering etc.
Figur 3: Exonukleasverkan av RecBCD av E Coli
Vad är skillnaden mellan endonukleas och exonukleas?
Endonukleas vs Exonukleas |
|
| Endonukleas är en typ av nukleasenzymer som klyver bindningarna mellan nukleotider i nukleinsyramolekylen. | Exonukleas är en typ av nukleasenzymer som klyver bindningen mellan nukleotider i 3'- eller 5'-ändarna av nukleinsyramolekylen. |
| Slutprodukter | |
| Endonukleaser producerar oligonukleotidrestriktionsfragment | Exonukleotider producerar nukleosider |
| Function | |
| De bryter fosfodiesterbindningar och producerar restriktionsfragment. Men de tar bort nukleotiderna en efter en. | De tar bort nukleotider en efter en från ändarna av nukleinsyrorna. |
| Exempel | |
| Exempel inkluderar Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Exempel inkluderar Exonukleas I, Exonukleas III, RecBCD (Exonukleas V), RecJ exonukleas, Exonukleas VIII/RecE, Exonukleas IX, Exonukleas T, Exonukleas X etc. |
Sammanfattning – Endonukleas vs Exonukleas
Nukleaser är ansvariga för att bryta fosfodiester-kemiska bindningar mellan nukleinsyrors nukleotider. Nukleaser kan verka inom eller vid ändarna av nukleinsyrakedjan. Enligt verkansplatsen finns två huvudtyper av nukleaser i organismer. De är endonukleas och exonukleas. Endonukleaser klyver nukleotider från mitten av kedjan medan exonukleaser klyver nukleotider från ändarna av nukleinsyrakedjan. Endonukleaser är mycket viktiga i rekombinant DNA-teknologi eftersom de känner igen specifika bassekvenser inom nukleinsyrakedjan och bryter bindningar mellan nukleotider.
