Diferența cheie – Endonuclează vs Exonuclează
Înainte de a analiza diferența dintre endonuclează și exonuclează, este important să știți ce este exact o nuclează. O nuclează este o enzimă capabilă să scinda legăturile fosfodiesterului dintre nucleotidele din acizii nucleici. Endonucleaza și exonucleaza sunt două clasificări ale nucleazelor. Diferența cheie dintre endonuclează și exonuclează este că endonucleazele scindează legăturile dintre nucleotide din molecula de acid nucleic, în timp ce exonucleazele scindează legătura dintre nucleotide la capetele 3’ sau 5’ ale moleculei de acid nucleic.
Ce este o nuclează?
O nuclează este o enzimă care are capacitatea de a scinda legăturile fosfodiesterului dintre nucleotidele acizilor nucleici. Aparține grupului de enzime hidrolaze, deoarece hidrolizează legăturile chimice dintre nucleotide. Această enzimă este esențială pentru mecanismele naturale de reparare a ADN-ului care apar în celule și în procesele biotehnologice, cum ar fi clonarea genelor, tehnologia ADN recombinant, RFLP, AFLP, secvențierea genelor, terapia genică, maparea genomului etc.
Există două tipuri majore de nucleaze: ribonucleaza și dezoxiribonucleaza, care acționează și rup legăturile chimice dintre monomerii ARN și, respectiv, ADN. În funcție de locul de acțiune al nucleazelor, acestea sunt în continuare clasificate în două grupe și anume endonuclează și exonuclează. Endonucleazele recunosc secvențele specifice ale acizilor nucleici și scindează legăturile fosfodiester dintre nucleotide care sunt situate în mijlocul acizilor nucleici. Exonucleazele scindează legăturile fosfodiesterice dintre nucleotide care sunt situate la capetele acizilor nucleici.
Figura 1: Activitatea nucleară
Ce este o endonuclează?
Endonucleaza este un tip de nucleaze care scindează acizii nucleici din mijloc. Recunoaște secvențe specifice de nucleotide ale acidului nucleic și rupe legăturile chimice dintre nucleotide. Ele sunt, de asemenea, cunoscute ca endonucleaze de restricție, deoarece caută site-uri de restricție specifice și scindează legătura și produc fragmente de restricție. Peste 100 de endonucleaze de restricție sunt identificate în bacterii și arhee și sunt obținute în scopuri comerciale.
Endonucleazele de restricție sunt utilizate pe scară largă în biotehnologie. Ele joacă un rol vital în clonarea moleculară. Cele mai multe dintre ele sunt enzime dimerice compuse din două subunități proteice. Două subunități proteice învelesc ADN-ul dublu catenar și scindează separat ambele catene de pe ambele părți. Există sute de tipuri de endonucleaze de restricție cu situsuri de recunoaștere unice în bacterii. Datorită specificității lor ridicate în restricție, se scindează numai la secvențe specifice. Prin urmare, ele sunt considerate instrumente moleculare extrem de utile în tehnologia ADN-ului recombinant. Fără endonucleaze de restricție, producerea de molecule de ADN recombinat nu este posibilă. Crearea moleculei de ADN recombinant este pasul de bază al majorității tehnologiilor biologice moleculare.
Pentru a înțelege recunoașterea secvenței unice prin endonucleaze de restricție, următorul exemplu va ajuta cititorii.
Bam HI este o endonuclează de restricție care caută următorul loc de restricție în molecula de ADN (locul este afișat cu litere roșii).
Odată ce Bam HI scindează acidul nucleic de la locul de restricție, produce următoarele două fragmente.
EcoRI este o altă endonuclează de restricție extrem de utilă în tehnologia ADN-ului recombinant, care acționează asupra site-ului specific de recunoaștere a restricției și scindează ADN-ul, așa cum se arată în figura 2.
Figura 2: EcoRI
Ce este o exonuclează?
Exonucleaza este o enzimă nuclează care scindează legăturile chimice dintre nucleotide la capetele 3’ sau 5’ ale lanțurilor de acid nucleic. Rupe nucleotide individuale la capătul lanțului și produce nucleozide prin transferul grupărilor fosfat în apă. Exonucleazele se găsesc în arhee, bacterii și eucariote. În E coli, există 17 exonucleaze diferite, inclusiv polimerele ADN 1, 2 și 3. Mai multe ADN polimeraze prezintă activitate de corectare a exonucleazei de la 3’ la 5’.
Exonucleazele sunt importante în repararea ADN-ului, recombinarea genetică, prevenirea apariției mutațiilor, stabilizarea genomului etc.
Figura 3: Acțiunea exonucleazei RecBCD de E Coli
Care este diferența dintre endonuclează și exonuclează?
Endonuclează vs exonuclează |
|
| Endonucleaza este un tip de enzime nucleaze care scindează legăturile dintre nucleotide din molecula de acid nucleic. | Exonucleaza este un tip de enzime nucleaze care scindează legătura dintre nucleotide la capetele 3’ sau 5’ ale moleculei de acid nucleic. |
| Produse finale | |
| Endonucleazele produc fragmente de restricție de oligonucleotide | Exonucleotidele produc nucleozide |
| Funcție | |
| Ei rup legăturile fosfodiesterice și produc fragmente de restricție. Dar ele elimină nucleotidele una câte una. | Elimină nucleotidele una câte una de la capetele acizilor nucleici. |
| Exemple | |
| Exemple includ Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Exemple includ Exonucleaza I, Exonucleaza III, RecBCD (Exonucleaza V), Exonucleaza RecJ, Exonucleaza VIII/RecE, Exonucleaza IX, Exonucleaza T, Exonucleaza X etc. |
Rezumat – Endonuclează vs Exonuclează
Nucleazele sunt responsabile pentru ruperea legăturilor chimice fosfodiester între nucleotidele acizilor nucleici. Nucleazele pot acționa în interiorul sau la capetele lanțului de acid nucleic. În funcție de locul de acțiune, în organisme se găsesc două tipuri principale de nucleaze. Sunt endonuclează și exonuclează. Endonucleazele scindează nucleotidele de la mijlocul lanțului, în timp ce exonucleazele scindează nucleotidele de la capetele lanțului de acid nucleic. Endonucleazele sunt foarte importante în tehnologia ADN-ului recombinant, deoarece recunosc secvențe de baze specifice din lanțul de acid nucleic și rupe legăturile dintre nucleotide.
