Główna różnica – endonukleaza vs egzonukleaza

Nukleazy to klasa hydrolaz, które rozszczepiają wiązania fosfodiestrowe między nukleotydami w kwasach nukleinowych, zarówno DNA, jak i RNA. W zależności od rodzaju substratu kwasu nukleinowego, na którym pracują, nukleazy można podzielić na dwa typy: rybonukleazy i dezoksyrybonukleazy. Rybonukleazy działają na RNA, podczas gdy dezoksyrybonukleazy działają na DNA. Nukleazy można również podzielić na dwie jako endonukleazy i egzonukleazy. ten główna różnica między endonukleazami a egzonukleazami jest to, że endonukleaza odcina nić kwasu nukleinowego w środku, podczas gdy egzonukleaza odcina nici kwasu nukleinowego od końców. Główną rolą nukleaz wewnątrz komórki jest udział w mechanizmach naprawy DNA.

Kluczowe obszary objęte

1. Co to jest endonukleaza – Definicja, cechy, funkcja 2. Co to jest egzonukleaza? – Definicja, cechy, funkcja 3. Jakie są podobieństwa między endonukleazą a egzonukleazą? – Zarys wspólnych cech 4. Jaka jest różnica między endonukleazą a egzonukleazą? – Porównanie kluczowych różnic

Kluczowe terminy: DNA, naprawa DNA, endonukleaza, egzonukleaza, endonukleazy restrykcyjne, miejsce restrykcyjne, RNA

Co to jest endonukleaza

Endonukleaza to klasa hydrolazy, która rozszczepia kwasy nukleinowe w środku. Działanie endonukleaz może skutkować powstaniem dwóch lub więcej fragmentów kwasów nukleinowych. Endonukleazy są zdolne do działania zarówno na DNA, jak i RNA. Rozszczepienie niektórych endonukleaz, takich jak dezoksyrybonukleazy (DNazy), jest niespecyficzne. Jednak wiele endonukleaz rozszczepia docelowe sekwencje nukleotydowe w specyficzny sposób. Ten rodzaj specyficznych endonukleaz nazywa się endonukleazy restrykcyjne. Są zdolne do rozpoznawania określonej sekwencji nici kwasu nukleinowego. Tak więc, te endonukleazy restrykcyjne przechodzą okres opóźnienia przed ich działaniem na kwas nukleinowy, skanując specyficzną sekwencję nukleotydową. Ta specyficzna sekwencja nukleotydowa nazywana jest miejscem restrykcyjnym.

Rysunek 1: Akcja Hind III

Typowym miejscem restrykcyjnym jest palindromowa sekwencja czterech do sześciu nukleotydów. Wiele endonukleaz restrykcyjnych rozszczepia nici DNA, pozostawiając jednoniciowe końce zwane lepkie końce. W inżynierii genetycznej tego typu endonukleazy restrykcyjne są szeroko stosowane do wytwarzania rekombinowanego DNA poprzez ligację ze sobą różnych, pożądanych nici DNA. Metylacja DNA w organizmach wyższych zapobiega działaniu endonukleaz na ich genom. Jednak w prokariotycznym DNA brakuje metylacji. Dlatego prokariotyczny DNA w gospodarzu eukariotycznym może być łatwo skierowany do cięcia. Tworzenie lepkich końców przez działanie endonukleazy restrykcyjnej Hind III pokazano na figurze 1.

Co to jest egzonukleaza

Egzonukleaza to rodzaj hydrolaz, które rozszczepiają łańcuch kwasu nukleinowego na jego końcu. Egzonukleazy usuwają nukleotydy jeden po drugim z łańcucha kwasu nukleinowego, hydrolizując wiązania fosfodiestrowe na końcach 3' lub 5'. Trzy typy egzonukleaz można zidentyfikować zarówno u prokariontów, jak i eukariontów. Są to egzonukleazy od 5’ do 3’, od 3’ do 5’ i poli(A)-specyficzne od 3’ do 5’ egzonukleazy. Wszystkie trzy typy odgrywają rolę w obrocie mRNA. Polimeraza III DNA E.coli, która katalizuje dodanie nukleotydów do rosnącej nici podczas replikacji prokariotycznego DNA, składa się z aktywności egzonukleazy 3’ do 5’ w swojej podjednostce ε. Podjednostka ε usuwa źle sparowane nukleotydy z końca rosnącego łańcucha.

Rysunek 2: Domena egzonukleazy 3’ do 5’ polimerazy DNA I

Aktywność 3' do 5' egzonukleazy polimerazy DNA III nazywana jest aktywnością korekty enzymu. Polimeraza DNA I ma zarówno aktywność egzonukleazy od 5’ do 3’, jak i od 3’ do 5’ egzonukleazy. Aktywność egzonukleazy 5' do 3' może usunąć do dziesięciu nukleotydów na raz. Egzonukleazy odgrywają istotną rolę w korekcie DNA, naprawie DNA i stabilizacji DNA. Domena egzonukleazy od 3’ do 5’ polimerazy DNA I jest pokazana na rycinie 2.

Podobieństwa między endonukleazą a egzonukleazą

Różnica między endonukleazą a egzonukleazą

Definicja

Endonukleaza: Endonukleaza odnosi się do enzymu, który rozszczepia łańcuch polinukleotydowy oddzielający nukleotydy inne niż dwa końcowe.

Egzonukleaza: Egzonukleaza odnosi się do enzymu, który odcina łańcuch polinukleotydowy od końca łańcucha poprzez usuwanie nukleotydów jeden po drugim.

Mechanizm akcji

Endonukleaza: Endonukleazy rozszczepiają kwasy nukleinowe w środku kwasów nukleinowych.

Egzonukleaza: Egzonukleazy rozszczepiają na końcach kwasy nukleinowe.

Faza zwłoki

Endonukleaza: Endonukleazy restrykcyjne przechodzą okres opóźnienia przed ich aktywnością.

Egzonukleaza: Egzonukleazy nie mają okresu opóźnienia przed ich aktywnością.

Wyniki

Endonukleaza: Endonukleazy dają oligonukleotydy.

Egzonukleaza: Egzonukleazy dają pojedyncze nukleotydy lub nukleozydy.

Tępe/lepkie końce

Endonukleaza: Endonukleazy mogą tworzyć zarówno tępe końce, jak i lepkie końce.

Egzonukleaza: Egzonukleazy tworzą lepkie końce.

Rola

Endonukleaza: Endonukleazy blokują wnikanie patogenów.

Egzonukleaza: Egzonukleazy nie odgrywają znaczącej roli w blokowaniu wnikania patogenów.

Przykłady

Endonukleaza: Przykładami endonukleaz są DNazy, nukleaza S1 i enzymy restrykcyjne, takie jak Bam H1, Hind III i EcoRI.

Egzonukleaza: Jad żmii, fosfodiesteraza śledziony, domena egzonukleazy 3’ do 5’ polimerazy DNA III, aktywność egzonukleazy od 5’ do 3’ i domena egzonukleazy 3’ do 5’ polimerazy DNA I to przykłady egzonukleaz.

Wniosek

Endonukleazy i egzonukleazy to dwa rodzaje nukleaz, które rozszczepiają kwasy nukleinowe hydrolizując wiązania fosfodiestrowe między nukleotydami. Endonukleazy przecinają łańcuch polinukleotydowy w środku, podczas gdy egzonukleazy przecinają łańcuch polinukleotydowy na końcach. Endonukleazy restrykcyjne to rodzaj endonukleaz, które rozszczepiają łańcuch polinukleotydowy o określonej sekwencji. Egzonukleazy są ważne w korekcie replikowanego DNA. Jednak główną różnicą między endonukleazą a egzonukleazą jest miejsce rozszczepienia łańcucha polinukleotydowego.

Referencja:

1. McMahon, Mary i O. Wallace. „Co to jest endonukleaza?” MądryGEEK. Conjecture Corporation, 04 lipca 2017 r. Sieć. Dostępny tutaj. 08.08.2017. 2. „Egzonukleaza”. Wikipedia. Fundacja Wikimedia, 01.08.2017. Sieć. Dostępny tutaj. 08 sierpnia 2017.3. Lodish, Harvey. „Maszyna replikacji DNA”. Molekularna biologia komórki. 4. edycja.U.S. Narodowa Biblioteka Medyczna, 1 stycznia 1970 r. Internet. Dostępny tutaj. 08 sierpnia 2017.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „HindIII Restriction site and sticky end vector” Autor: Helixitta - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia2. „Struktura Poly I” Christopherrussell – Gunther S, Rother K, Frommel C (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia