Rozdíl mezi endonukleázou a exonukleázou

Klíčový rozdíl - endonukleáza vs. exonukleáza
 

Než se podíváme na rozdíl mezi endonukleázou a exonukleázou, je důležité vědět, co přesně je nukleáza. Nukleáza je enzym schopný štěpit fosfodiesterové vazby mezi nukleotidy v nukleových kyselinách. Endonukleáza a exonukleáza jsou dvě klasifikace nukleáz. Klíčovým rozdílem mezi endonukleázou a exonukleázou je to endonukleázy štěpí vazby mezi nukleotidy v molekule nukleové kyseliny, zatímco exonukleázy štěpí vazbu mezi nukleotidy na 3 'nebo 5' koncích molekuly nukleové kyseliny.

OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je Nuclease
3. Co je endonukleáza
4. Co je to exonukleáza
5. Porovnání bok po boku - endonukleáza vs. exonukleáza
6. Shrnutí

Co je Nuclease?

Nukleáza je enzym, který má schopnost štěpit fosfodiesterové vazby mezi nukleotidy v nukleových kyselinách. Patří do skupiny enzymů hydrolázy, protože hydrolyzuje chemické vazby mezi nukleotidy. Tento enzym je nezbytný pro přirozené mechanismy opravy DNA, které se vyskytují v buňkách a v biotechnologických procesech, jako je klonování genů, technologie rekombinantní DNA, RFLP, AFLP, genové sekvenování, genová terapie, mapování genomu atd..

Existují dva hlavní typy nukleáz: ribonukleáza a deoxyribonukleáza, které působí a narušují chemické vazby mezi monomery RNA a DNA. Podle místa působení nukleáz jsou dále rozděleny do dvou skupin, a to endonukleáza a exonukleáza. Endonukleázy rozpoznávají specifické oblasti sekvencí nukleových kyselin a štěpí fosfodiesterové vazby mezi nukleotidy, které jsou umístěny uprostřed nukleových kyselin. Exonukleázy štěpí fosfodiesterové vazby mezi nukleotidy, které jsou umístěny na koncích nukleových kyselin.

Obrázek 1: Nukleázová aktivita

Co je endonukleáza?

Endonukleáza je typ nukleáz, které štěpí nukleové kyseliny od středu. Rozpoznává specifické nukleotidové sekvence nukleové kyseliny a narušuje chemické vazby mezi nukleotidy. Oni jsou také známí jako restrikční endonukleázy protože prohledávají konkrétní restrikční místa a štěpí vazbu a produkují restrikční fragmenty. Více než 100 restrikčních endonukleáz je identifikováno v bakteriích a archaea a jsou získány pro komerční účely.

Restrikční endonukleázy se široce používají v biotechnologii. Hrají zásadní roli v molekulárním klonování. Většina z nich jsou dimerní enzymy složené ze dvou proteinových podjednotek. Dvě proteinové podjednotky obalí dvouvláknovou DNA a samostatně štěpí oba řetězce z obou stran. Existují stovky typů restrikčních endonukleáz s jedinečnými rozpoznávacími místy v bakteriích. Kvůli jejich vysoké specificitě v restrikci se štěpí pouze ve specifických sekvencích. Proto jsou považovány za vysoce užitečné molekulární nástroje v technologii rekombinantní DNA. Bez restrikčních endonukleáz není produkce rekombinantní DNA molekuly možná. Vytvoření molekuly rekombinantní DNA je základním krokem většiny molekulárně biologických technologií.

Následující příklad pomůže čtenářům pochopit jedinečné rozpoznávání sekvence restrikčními endonukleázami.

Bam HI je restrikční endonukleáza, která prohledává následující restrikční místo v molekule DNA (místo je zobrazeno červenými písmeny).Jakmile Bam HI štěpí nukleovou kyselinu z restrikčního místa, vytvoří následující dva fragmenty.EcoRI je další restrikční endonukleáza vysoce užitečná v technologii rekombinantní DNA, která působí na její specifické rozpoznávací místo restrikcí a štěpí DNA, jak je znázorněno na obrázku 2.

Obrázek 2: EcoRI

Co je to exonukleáza?

Exonukleáza je nukleázový enzym, který štěpí chemické vazby mezi nukleotidy na 3 'nebo 5' koncích řetězců nukleových kyselin. Rozkládá jednotlivé nukleotidy na konci řetězce a produkuje nukleosidy přenosem fosfátových skupin do vody. Exonukleázy se nacházejí v archaea, bakteriích a eukaryotech. V E coli je přítomno 17 různých exonukleáz, včetně DNA polymeras 1, 2 a 3. Několik DNA polymeráz vykazuje 3 až 5 'exonukleázovou korekční aktivitu.

Exonukleázy jsou důležité při opravě DNA, genetické rekombinaci, prevenci výskytu mutací, stabilizaci genomu atd..

Obrázek 3: Exonukleázový účinek RecBCD E Coli

Jaký je rozdíl mezi endonukleázou a exonukleázou?

Endonukleáza vs. exonukleáza
Endonukleáza je typ nukleázových enzymů, které štěpí vazby mezi nukleotidy uvnitř molekuly nukleové kyseliny.	Exonukleáza je typ nukleázových enzymů, které štěpí vazbu mezi nukleotidy na 3 'nebo 5' koncích molekuly nukleové kyseliny.
Konečné produkty
Endonukleázy produkují oligonukleotidové restrikční fragmenty	Exonukleotidy produkují nukleosidy
Funkce
Rozbíjí fosfodiesterové vazby a produkují restrikční fragmenty. Ale tečka odstraňují nukleotidy jeden po druhém.	Odstraní nukleotidy jeden po druhém z konců nukleových kyselin.
Příklady
Příklady zahrnují Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I,	Příklady zahrnují Exonuclease I, Exonuclease III, RecBCD (Exonuclease V), RecJ exonuclease, Exonuclease VIII / RecE, Exonuclease IX, Exonuclease T, Exonuclease X atd..

Shrnutí - Endonuclease vs Exonuclease

Nukleázy jsou zodpovědné za přerušení fosfodiesterových chemických vazeb mezi nukleotidy nukleových kyselin. Nukleázy mohou působit uvnitř nebo na konci řetězce nukleové kyseliny. Podle místa působení se v organismech vyskytují dva hlavní typy nukleáz. Jsou to endonukleáza a exonukleáza. Endonukleázy štěpí nukleotidy od středu řetězce, zatímco exonukleázy štěpí nukleotidy od konce řetězce nukleové kyseliny. Endonukleázy jsou v technologii rekombinantní DNA velmi důležité, protože rozpoznávají specifické sekvence bází v řetězci nukleových kyselin a narušují vazby mezi nukleotidy.

Odkaz:
1. "Restrikční enzym." Restrikční enzym Články s otevřeným přístupem Časopisy s otevřeným přístupem Sborník z konference | Redaktoři | Autoři | Recenzenti | vědecké události. N.p., n.d. Web. 11. března 2017
2.Pingoud, Alfred a Albert Jeltsch. "Struktura a funkce restrikčních endonukleáz typu II." Výzkum nukleových kyselin. Oxford University Press, 15. září 2001. Web. 11. března 2017
3.Lovett, Susan T. „DNA exonukleázy z Escherichia coli.“ EcoSal Plus. US National Library of Medicine, prosinec 2011. Web. 11. března 2017

Obrázek se svolením:
1. „Restrikční enzym Eco RI“ od Tinastella - vlastní práce (Public Domain) přes Commons Wikimedia
2. “HR RecBCD RecA” od Emw2012 - vlastní práce (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia