Kiemelt különbség – Endonukleáz vs Exonukleáz
Mielőtt megvizsgálnánk az endonukleáz és az exonukleáz közötti különbséget, fontos tudni, hogy mi is az a nukleáz. A nukleáz egy olyan enzim, amely képes a nukleinsavak nukleotidjai közötti foszfodiészter kötések elszakítására. Az endonukleáz és az exonukleáz a nukleázok két osztályozása. A legfontosabb különbség az endonukleáz és az exonukleáz között az, hogy az endonukleázok elhasítják a nukleotidok közötti kötéseket a nukleinsavmolekulán belül, míg az exonukleázok a nukleinsavmolekula 3' vagy 5' végén lévő nukleotidok közötti kötést.
Mi az a nukleáz?
A nukleáz egy olyan enzim, amely képes a nukleinsavak nukleotidjai közötti foszfodiészter kötéseket felhasítani. A hidroláz enzimcsoporthoz tartozik, mivel hidrolizálja a nukleotidok közötti kémiai kötéseket. Ez az enzim nélkülözhetetlen a sejtekben előforduló természetes DNS-javító mechanizmusokhoz és olyan biotechnológiai folyamatokhoz, mint a génklónozás, rekombináns DNS technológia, RFLP, AFLP, génszekvenálás, génterápia, genomtérképezés stb.
A nukleázoknak két fő típusa van: a ribonukleáz és a dezoxiribonukleáz, amelyek hatnak és megbontják az RNS és a DNS monomerei közötti kémiai kötéseket. A nukleázok hatásának helye szerint további két csoportba sorolhatók, nevezetesen endonukleázra és exonukleázra. Az endonukleázok felismerik a nukleinsavak specifikus szekvenciarégióit, és elhasítják a foszfodiészter kötéseket a nukleinsavak közepén elhelyezkedő nukleotidok között. Az exonukleázok foszfodiészter kötéseket hasítanak el a nukleotidok között, amelyek a nukleinsavak végein helyezkednek el.
1. ábra: Nukleázaktivitás
Mi az endonukleáz?
Az endonukleáz a nukleázok egy fajtája, amely a nukleinsavakat a közepéről hasítja. Felismeri a nukleinsav specifikus nukleotidszekvenciáját, és megszakítja a nukleotidok közötti kémiai kötéseket. Ezeket restrikciós endonukleázoknak is nevezik, mivel specifikus restrikciós helyeket keresnek, elhasítják a kötést, és restrikciós fragmentumokat termelnek. Több mint 100 restrikciós endonukleázt azonosítottak baktériumokban és archaeában, és kereskedelmi célokra nyerik őket.
A restrikciós endonukleázokat széles körben használják a biotechnológiában. Létfontosságú szerepet játszanak a molekuláris klónozásban. Legtöbbjük dimer enzim, amely két fehérje alegységből áll. Két fehérje alegység burkolja be a kettős szálú DNS-t, és külön-külön hasítja mindkét szálat mindkét oldalról. Több száz fajta restrikciós endonukleáz létezik, amelyek egyedi felismerési helyekkel rendelkeznek a baktériumokban. Nagy restrikciós specifitásuk miatt csak meghatározott szekvenciáknál hasadnak. Ezért a rekombináns DNS-technológiában rendkívül hasznos molekuláris eszközöknek tekintik őket. Restrikciós endonukleázok nélkül rekombináns DNS-molekula termelése nem lehetséges. A legtöbb molekuláris biológiai technológia alapvető lépése a rekombináns DNS-molekula létrehozása.
A restrikciós endonukleázok egyedi szekvenciafelismerésének megértéséhez a következő példa segít az olvasóknak.
A Bam HI egy restrikciós endonukleáz, amely a következő restrikciós helyet keresi a DNS-molekulában (a hely piros betűkkel van feltüntetve).
Miután a Bam HI lehasítja a nukleinsavat a restrikciós helyről, a következő két fragmentumot állítja elő.
Az EcoRI egy másik restrikciós endonukleáz, amely nagyon hasznos a rekombináns DNS-technológiában, specifikus restrikciós felismerési helyére hat, és a 2. ábrán látható módon hasítja a DNS-t.
2. ábra: EcoRI
Mi az az exonukleáz?
Az exonukleáz egy nukleáz enzim, amely a nukleinsavláncok 3’ vagy 5’ végén lévő nukleotidok közötti kémiai kötéseket hasítja el. A lánc végén egyes nukleotidokat tör meg, és foszfátcsoportok vízbe történő átvitelével nukleozidokat termel. Az exonukleázok archaeában, baktériumokban és eukariótákban találhatók. Az E coliban 17 különböző exonukleáz van jelen, beleértve az 1-es, 2-es és 3-as DNS-polimerázt. Számos DNS-polimeráz 3'-5' exonukleáz-lektori aktivitást mutat.
Az exonukleázok fontosak a DNS helyreállításában, a genetikai rekombinációban, a mutációk előfordulásának megelőzésében, a genom stabilizálásában stb.
3. ábra: Az E Coli RecBCD exonukleáz hatása
Mi a különbség az endonukleáz és az exonukleáz között?
Endonukleáz vs Exonukleáz |
|
| Az endonukleáz a nukleáz enzimek egy fajtája, amely a nukleinsavmolekulán belüli nukleotidok közötti kötéseket hasítja. | Az exonukleáz a nukleáz enzimek egy fajtája, amely a nukleinsavmolekula 3' vagy 5' végén lévő nukleotidok közötti kötést hasítja. |
| Végtermékek | |
| Az endonukleázok oligonukleotid restrikciós fragmentumokat termelnek | Az exonukleotidok nukleozidokat termelnek |
| Funkció | |
| Megszakítják a foszfodiészter kötéseket és restrikciós fragmentumokat termelnek. De pont egyenként távolítják el a nukleotidokat. | Egyesével eltávolítják a nukleotidokat a nukleinsavak végéről. |
| Példák | |
| Példák: Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Példák: Exonukleáz I, Exonukleáz III, RecBCD (Exonukleáz V), RecJ exonukleáz, Exonukleáz VIII/RecE, Exonukleáz IX, Exonukleáz T, Exonukleáz X stb. |
Összefoglaló – Endonukleáz vs exonukleáz
A nukleázok felelősek a nukleinsavak nukleotidjai közötti foszfodiészter kémiai kötések megszakításáért. A nukleázok a nukleinsavláncon belül vagy annak végein hatnak. A hatás helye szerint a nukleázok két fő típusa található az organizmusokban. Ezek endonukleáz és exonukleáz. Az endonukleázok a nukleotidokat a lánc közepéről hasítják, míg az exonukleázok a nukleinsavlánc végeiről hasítják a nukleotidokat. Az endonukleázok rendkívül fontosak a rekombináns DNS-technológiában, mivel specifikus bázisszekvenciákat ismernek fel a nukleinsavláncon belül, és megszakítják a nukleotidok közötti kötéseket.
