Kľúčový rozdiel - endonukleáza vs exonukleáza
Predtým, ako sa pozrieme na rozdiel medzi endonukleázou a exonukleázou, je dôležité vedieť, čo presne nukleáza je. 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 v tom, že 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 hlavný rozdiel
2. Čo je to nukleáza
3. Čo je to endonukleáza
4. Čo je to exonukleáza
5. Porovnanie vedľa seba - endonukleáza vs. exonukleáza
6. Zhrnutie
Čo je to 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 v biotechnologických procesoch, ako je klonovanie génov, technológia rekombinantnej DNA, RFLP, AFLP, sekvenovanie génov, génová terapia, mapovanie genómu atď.
Existujú dva hlavné typy nukleáz: ribonukleáza a deoxyribonukleáza, ktoré pôsobia a rozbíjajú chemické väzby medzi monomérmi RNA a DNA. Podľa miesta pôsobenia nukleáz sa ďalej kategorizujú do dvoch skupín, a to endonukleáza a exonukleáza. Endonukleázy rozpoznávajú špecifické sekvenčné oblasti 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: Aktivita nukleázy
Čo je to endonukleáza?
Endonukleáza je typ nukleáz, ktoré štiepia nukleové kyseliny zo stredu. Rozpoznáva špecifické nukleotidové sekvencie nukleovej kyseliny a prerušuje 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 archeaách a sú získané na komerčné účely.
Reštrikčné endonukleázy sa vo veľkej miere používajú v biotechnológiách. Zohrávajú zásadnú úlohu pri molekulárnom klonovaní. Väčšina z nich sú dimérne enzýmy zložené z dvoch proteínových podjednotiek. Dve proteínové podjednotky obaľujú dvojvláknovú DNA a oddelene štiepia obidve vlákna z oboch strán. Existujú stovky typov reštrikčných endonukleáz s jedinečnými rozpoznávacími miestami v baktériách. Vďaka svojej vysokej špecifickosti pri štiepení sa štiepia iba v špecifických sekvenciách. Preto sa považujú za vysoko užitočné molekulárne nástroje v technológii rekombinantnej DNA. Bez restrikčných endonukleáz nie je produkcia molekuly rekombinantnej DNA možná. Príprava molekuly rekombinantnej DNA je základným krokom väčšiny molekulárno-biologických technológií.
Nasledujúci príklad pomôže čitateľom pochopiť jedinečné rozpoznávanie sekvencií reštrikčnými endonukleázami.
Bam HI je reštrikčná endonukleáza, ktorá prehľadáva nasledujúce reštrikčné miesto v molekule DNA (miesto je zobrazené červenými písmenami).
Akonáhle Bam HI štiepi nukleovú kyselinu z reštrikčného miesta, produkuje nasledujúce dva fragmenty.
EcoRI je ďalšia reštrikčná endonukleáza vysoko užitočná v technológii rekombinantnej DNA, ktorá pôsobí na svoje špecifické miesto rozpoznávania reštrikcie 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 nukleovej kyseliny. Rozbije jednotlivé nukleotidy na konci reťazca a nukleozidy produkuje prenosom fosfátových skupín do vody. Exonukleázy sa nachádzajú v archaeách, baktériách a eukaryotoch. V E. coli je prítomných 17 rôznych exonukleáz vrátane DNA polymeráz 1, 2 a 3. Niekoľko DNA polymeráz vykazuje aktivitu korigovania 3 'až 5' exonukleáz.
Exonukleázy sú dôležité pri oprave DNA, genetickej rekombinácii, prevencii výskytu mutácií, stabilizácii genómu atď.
Obrázok 3: Exonukleázové pôsobenie RecBCD z E. coli
Aký je rozdiel medzi endonukleázou a exonukleázou?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
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' konci molekuly nukleovej kyseliny. |
| Konečné výrobky | |
| Endonukleázy produkujú oligonukleotidové reštrikčné fragmenty | Exonukleotidy produkujú nukleozidy |
| Funkcia | |
| Rozbíjajú fosfodiesterové väzby a vytvárajú reštrikčné fragmenty. Postupne ale odstraňujú nukleotidy. | Odstraňujú nukleotidy jeden po druhom z koncov nukleových kyselín. |
| Príklady | |
| Príklady zahŕňajú Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Príklady zahŕňajú Exonukleázu I, Exonukleázu III, RecBCD (Exonukleáza V), RecJ exonukleázu, Exonukleázu VIII / RecE, Exonukleázu IX, Exonukleázu T, Exonukleázu X atď. |
Zhrnutie - endonukleáza vs exonukleáza
Nukleázy sú zodpovedné za prerušenie fosfodiesterových chemických väzieb medzi nukleotidmi nukleových kyselín. Nukleázy môžu pôsobiť na vnútri alebo na koncoch reťazca nukleovej kyseliny. Podľa miesta pôsobenia sa v organizmoch nachádzajú 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 nukleovej kyseliny a lámu väzby medzi nukleotidmi.
