Nøkkelforskjell – Endonuklease vs Exonuclease
Før du ser på forskjellen mellom endonuklease og eksonuklease, er det viktig å vite nøyaktig hva en nuklease er. En nuklease er et enzym som er i stand til å sp alte fosfodiesterbindinger mellom nukleotider i nukleinsyrer. Endonuklease og eksonuklease er to klassifiseringer av nukleaser. Den viktigste forskjellen mellom endonuklease og eksonuklease er at endonukleaser sp alter bindingene mellom nukleotidene i nukleinsyremolekylet, mens eksonukleaser sp alter bindingen mellom nukleotidene i 3'- eller 5'-endene av nukleinsyremolekylet.
Hva er en Nuclease?
En nuklease er et enzym som har evnen til å sp alte fosfodiesterbindinger mellom nukleotider i nukleinsyrer. Det tilhører hydrolase-enzymgruppen siden det hydrolyserer de kjemiske bindingene mellom nukleotider. Dette enzymet er essensielt for naturlige DNA-reparasjonsmekanismer som forekommer i cellene og i bioteknologiske prosesser som genkloning, rekombinant DNA-teknologi, RFLP, AFLP, gensekvensering, genterapi, genomkartlegging etc.
Det er to hovedtyper av nukleaser: ribonuklease og deoksyribonuklease, som virker og bryter de kjemiske bindingene mellom monomerer av henholdsvis RNA og DNA. I henhold til virkestedet til nukleasene er de videre kategorisert i to grupper, nemlig endonuklease og eksonuklease. Endonukleaser gjenkjenner spesifikke sekvensregioner av nukleinsyrene og sp alter fosfodiesterbindingene mellom nukleotider som er lokalisert i midten av nukleinsyrene. Eksonukleaser sp alter fosfodiesterbindinger mellom nukleotider som er lokalisert i endene av nukleinsyrene.
Figur 1: Nuklease-aktivitet
Hva er en endonuklease?
Endonuklease er en type nukleaser som sp alter nukleinsyrer fra midten. Den gjenkjenner spesifikke nukleotidsekvenser av nukleinsyre og bryter de kjemiske bindingene mellom nukleotidene. De er også kjent som restriksjonsendonukleaser siden de søker etter spesifikke restriksjonssteder og sp alter bindingen og produserer restriksjonsfragmenter. Mer enn 100 restriksjonsendonukleaser er identifisert i bakterier og archaea og oppnås for kommersielle formål.
Restriksjonsendonukleaser er mye brukt i bioteknologi. De spiller en viktig rolle i molekylær kloning. De fleste av dem er dimere enzymer sammensatt av to proteinunderenheter. To proteinunderenheter pakker inn det dobbelttrådete DNA og sp alter begge strengene separat fra begge sider. Det finnes hundrevis av typer restriksjonsendonukleaser med unike gjenkjennelsessteder i bakterier. På grunn av deres høye spesifisitet i restriksjon, sp alter de bare ved spesifikke sekvenser. Derfor anses de som svært nyttige molekylære verktøy i rekombinant DNA-teknologi. Uten restriksjonsendonukleaser er produksjonen av rekombinant DNA-molekyl ikke mulig. Opprettelsen av det rekombinante DNA-molekylet er det grunnleggende trinnet i de fleste molekylærbiologiske teknologier.
For å forstå den unike sekvensgjenkjenningen av restriksjonsendonukleaser, vil følgende eksempel hjelpe leserne.
Bam HI er en restriksjonsendonuklease som søker etter følgende restriksjonssted i DNA-molekylet (stedet er vist med røde bokstaver).
Når Bam HI sp alter nukleinsyren fra restriksjonsstedet, produserer den følgende to fragmenter.
EcoRI er en annen restriksjonsendonuklease som er svært nyttig i rekombinant DNA-teknologi som virker på dets spesifikke restriksjonsgjenkjenningssete og sp alter DNA som vist i figur 2.
Figur 2: EcoRI
Hva er en eksonuklease?
Eksonuklease er et nukleaseenzym som sp alter kjemiske bindinger mellom nukleotider i 3'- eller 5'-endene av nukleinsyrekjedene. Det bryter enkeltnukleotider på slutten av kjeden og produserer nukleosider ved å overføre fosfatgrupper til vann. Eksonukleaser finnes i archaea, bakterier og eukaryoter. I E coli er det 17 forskjellige eksonukleaser til stede, inkludert DNA-polymeras 1, 2 og 3. Flere DNA-polymeraser viser 3' til 5' eksonuklease korrekturlesende aktivitet.
Eksonukleaser er viktige i DNA-reparasjon, genetisk rekombinasjon, forebygging av forekomst av mutasjoner, genomstabilisering etc.
Figur 3: Eksonukleasevirkning av RecBCD av E Coli
Hva er forskjellen mellom endonuklease og eksonuklease?
Endonuklease vs Exonuclease |
|
| Endonuklease er en type nukleaseenzymer som sp alter bindingene mellom nukleotider i nukleinsyremolekylet. | Eksonuklease er en type nukleaseenzymer som sp alter bindingen mellom nukleotider i 3'- eller 5'-endene av nukleinsyremolekylet. |
| End-Products | |
| Endonukleaser produserer oligonukleotidrestriksjonsfragmenter | Eksonukleotider produserer nukleosider |
| Function | |
| De bryter fosfodiesterbindinger og produserer restriksjonsfragmenter. Men de fjerner nukleotider én etter én. | De fjerner nukleotider én etter én fra endene av nukleinsyrene. |
| Eksempler | |
| Eksempler inkluderer Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Eksempler inkluderer Exonuclease I, Exonuclease III, RecBCD (Exonuclease V), RecJ exonuclease, Exonuclease VIII/RecE, Exonuclease IX, Exonuclease T, Exonuclease X osv. |
Sammendrag – Endonuklease vs Exonuclease
Nukleaser er ansvarlige for å bryte fosfodiester-kjemiske bindinger mellom nukleotidene i nukleinsyrene. Nukleaser kan virke på i eller ved endene av nukleinsyrekjeden. I henhold til handlingsstedet finnes to hovedtyper av nukleaser i organismer. De er endonuklease og eksonuklease. Endonukleaser sp alter nukleotider fra midten av kjeden mens eksonukleaser sp alter nukleotider fra endene av nukleinsyrekjeden. Endonukleaser er svært viktige i rekombinant DNA-teknologi siden de gjenkjenner spesifikke basesekvenser i nukleinsyrekjeden og bryter bindinger mellom nukleotider.
