Hlavný rozdiel - endonukleáza vs. exonukleáza

Nukleázy sú triedou hydroláz, ktoré štiepia fosfodiesterové väzby medzi nukleotidmi v nukleových kyselinách, DNA aj RNA. Nukleázy je možné rozdeliť na dva typy podľa typu substrátovej nukleovej kyseliny, na ktorú pôsobia: ribonukleázy a deoxyribonukleázy. Ribonukleázy pôsobia na RNA, zatiaľ čo deoxyribonukleáza pracuje na DNA. Nukleázy možno tiež rozdeliť na dve časti ako endonukleázy a exonukleázy. The hlavný rozdiel medzi endonukleázami a exonukleázami je to endonukleáza štiepi reťazec nukleovej kyseliny v strede, zatiaľ čo exonukleáza štiepi vlákna nukleovej kyseliny z koncov. Hlavnou úlohou nukleáz vo vnútri bunky je zúčastniť sa mechanizmov opravy DNA.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo je to endonukleáza - Definícia, charakteristika, funkcia 2. Čo je to exonukleáza - Definícia, charakteristika, funkcia 3. Aké sú podobnosti medzi endonukleázou a exonukleázou - Prehľad bežných funkcií 4. Aký je rozdiel medzi endonukleázou a exonukleázou - Porovnanie kľúčových rozdielov

Kľúčové pojmy: DNA, oprava DNA, endonukleáza, exonukleáza, reštrikčné endonukleázy, reštrikčné miesto, RNA

Čo je to endonukleáza

Endonukleáza je trieda hydrolázy, ktorá štiepi nukleové kyseliny v strede. Pôsobenie endonukleáz môže mať za následok dva alebo viac fragmentov nukleových kyselín. Endonukleázy sú schopné pôsobiť na DNA aj RNA. Štiepenie niektorých endonukleáz, ako sú deoxyribonukleázy (DNázy), je nešpecifické. Mnoho endonukleáz však štiepi cieľové nukleotidové sekvencie špecifickým spôsobom. Tieto typy špecifických endonukleáz sa nazývajú reštrikčné endonukleázy. Sú schopné rozpoznať špecifickú sekvenciu reťazca nukleovej kyseliny. Tieto reštrikčné endonukleázy teda podliehajú oneskoreniu pred svojim pôsobením na nukleovú kyselinu, pričom sa skenuje špecifická nukleotidová sekvencia. Táto špecifická nukleotidová sekvencia sa nazýva reštrikčné miesto.

Obrázok 1: Pôsobenie Hind III

Typickým reštrikčným miestom je palindromická sekvencia štyroch až šiestich nukleotidov. Mnoho reštrikčných endonukleáz štiepi reťazce DNA a nechávajú sa označiť jednovláknové konce lepkavé konce. V genetickom inžinierstve sa tieto typy reštrikčných endonukleáz široko používajú na produkciu rekombinantnej DNA ligáciou rôznych požadovaných reťazcov DNA dohromady. Metylácia DNA vo vyšších organizmoch zabraňuje pôsobeniu endonukleáz na ich genóm. Prokaryotickej DNA však chýba metylácia. Prokaryotickú DNA v eukaryotickom hostiteľovi je preto možné ľahko zacieliť na štiepenie. Tvorba lepkavého konca pôsobením reštrikčnej endonukleázy Hin d III je znázornená na obrázku 1.

Čo je exonukleáza

Exonukleáza je typ hydroláz, ktoré na svojom konci štiepia reťazec nukleovej kyseliny. Exonukleázy odstraňujú nukleotidy jeden po druhom z reťazca nukleových kyselín hydrolyzáciou fosfodiesterových väzieb na 3 'alebo 5' koncoch. V prokaryotoch a eukaryotoch je možné identifikovať tri typy exonukleáz. Sú to 5 ‘až 3‘exonukleázy, 3’až 5’ exonukleázy a poly (A) -špecifické 3’až 5’ exonukleázy. Všetky tri typy majú úlohu v obrate mRNA. DNA polymeráza E.coli III, ktorá katalyzuje pridanie nukleotidov do rastúceho vlákna počas replikácie prokaryotickej DNA, pozostáva z 3 ‘až 5’ exonukleázovej aktivity v jej podjednotke e. Podjednotka s odstráni nesprávne párované nukleotidy z konca rastúceho reťazca.

Obrázok 2: 3 ‘až 5‘exonukleázová doména DNA polymerázy I

3 ‘až 5‘exonukleázová aktivita DNA polymerázy III sa nazýva korektúrna aktivita enzýmu. DNA polymeráza I má 5 'až 3' exonukleázovú aktivitu, ako aj 3 'až 5' exonukleázovú aktivitu. 5 'až 3 ‘exonukleázová aktivita môže odstrániť až desať nukleotidov naraz. Exonukleázy hrajú zásadnú úlohu pri korektúre DNA, oprave DNA a stabilizácii DNA. 3 ‘až 5‘exonukleázová doména DNA polymerázy I je znázornená na obrázku 2.

Podobnosti medzi endonukleázou a exonukleázou

Rozdiel medzi endonukleázou a exonukleázou

Definícia

Endonukleáza: Endonukleáza sa týka enzýmu, ktorý štiepi polynukleotidový reťazec oddeľujúci nukleotidy iné ako dva koncové.

Exonukleáza: Exonukleáza sa týka enzýmu, ktorý štiepi polynukleotidový reťazec z konca reťazca odstraňovaním nukleotidov jeden po druhom.

Mechanizmus akcie

Endonukleáza: Endonukleázy štiepia nukleové kyseliny v strede nukleových kyselín.

Exonukleáza: Exonukleázy štiepia nukleové kyseliny na koncoch.

Lag fáza

Endonukleáza: Reštrikčné endonukleázy podstúpia pred svojou aktivitou oneskorenie.

Exonukleáza: Exonukleáza nemá pred svojou aktivitou časové oneskorenie.

Výsledky

Endonukleáza: Výsledkom endonukleáz sú oligonukleotidy.

Exonukleáza: Výsledkom exonukleáz sú jednotlivé nukleotidy alebo nukleozidy.

Tupé/lepkavé konce

Endonukleáza: Endonukleázy môžu vytvárať buď tupé konce alebo lepkavé konce.

Exonukleáza: Exonukleázy tvoria lepkavé konce.

Úloha

Endonukleáza: Endonukleázy blokujú vstup patogénov.

Exonukleáza: Exonukleázy nemajú významnú úlohu v blokovaní vstupu patogénov.

Príklady

Endonukleáza: Príkladmi endonukleáz sú DNázy, nukleáza S1 a reštrikčné enzýmy, ako napríklad Bam H1, Hin d III a Eco RI.

Exonukleáza: Hadí jed, slezinová fosfodiesteráza, 3 ‘až 5‘exonukleázová doména DNA polymerázy III, 5’až 3’ exonukleázová aktivita a 3’až 5’ exonukleázová doména DNA polymerázy I sú príkladmi exonukleáz.

Záver

Endonukleázy a exonukleázy sú dva typy nukleáz, ktoré štiepia nukleové kyseliny hydrolyzáciou fosfodiesterových väzieb medzi nukleotidmi. Endonukleázy štiepia polynukleotidový reťazec v strede, zatiaľ čo exonukleázy štiepia polynukleotidový reťazec na koncoch. Restrikčné endonukleázy sú typom endonukleáz, ktoré štiepia polynukleotidový reťazec v špecifickej sekvencii. Exonukleázy sú dôležité pri korektúre replikovanej DNA. Hlavným rozdielom medzi endonukleázou a exonukleázou je však miesto štiepenia polynukleotidového reťazca.

Referencia:

1. McMahon, Mary a O. Wallace. "Čo je to endonukleáza?" WiseGEEK. Conjecture Corporation, 4. júla 2017. Web. K dispozícii tu. 8. augusta 2017. 2. „Exonukleáza.“ Wikipedia. Nadácia Wikimedia, 1. augusta 2017. Web. K dispozícii tu. 8. augusta 2017.3. Lodish, Harvey. "Stroje na replikáciu DNA." Molekulárna bunková biológia. 4. vydanie. Národná lekárska knižnica, 1. januára 1970. Web. K dispozícii tu. 08. augusta 2017.

Obrázok so súhlasom:

1. „HindIII Restriction site and sticky ends vector“ Autor: Helixitta-vlastná práca (CC BY-SA 4.0) prostredníctvom Commons Wikimedia2. „Štruktúra Poly I“ od Christopherrussella-Gunther S, Rother K, Frommel C (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia