Avainero – endonukleaasi vs eksonukleaasi
Ennen kuin tarkastellaan endonukleaasin ja eksonukleaasin välistä eroa, on tärkeää tietää, mikä nukleaasi tarkalleen on. Nukleaasi on entsyymi, joka pystyy katkaisemaan fosfodiesterisidoksia nukleiinihappojen nukleotidien välillä. Endonukleaasi ja eksonukleaasi ovat kaksi nukleaasien luokitusta. Keskeinen ero endonukleaasin ja eksonukleaasin välillä on se, että endonukleaasit katkaisevat sidoksia nukleiinihappomolekyylin sisällä olevien nukleotidien välillä, kun taas eksonukleaasit katkaisevat sidoksen nukleotidien välillä nukleiinihappomolekyylin 3'- tai 5'-päissä.
Mikä on nukleaasi?
Nukleaasi on entsyymi, jolla on kyky katkaista fosfodiesterisidoksia nukleiinihappojen nukleotidien välillä. Se kuuluu hydrolaasientsyymiryhmään, koska se hydrolysoi kemiallisia sidoksia nukleotidien välillä. Tämä entsyymi on välttämätön soluissa esiintyville luonnollisille DNA:n korjausmekanismeille ja bioteknologisille prosesseille, kuten geenikloonaus, yhdistelmä-DNA-tekniikka, RFLP, AFLP, geenisekvensointi, geeniterapia, genomikartoitus jne.
Nukleaaseja on kahta päätyyppiä: ribonukleaasi ja deoksiribonukleaasi, jotka vaikuttavat ja rikkovat kemiallisia sidoksia RNA:n ja DNA:n monomeerien välillä. Nukleaasien vaikutuspaikan mukaan ne luokitellaan edelleen kahteen ryhmään, nimittäin endonukleaasiin ja eksonukleaasiin. Endonukleaasit tunnistavat nukleiinihappojen spesifiset sekvenssialueet ja katkaisevat fosfodiesterisidoksia nukleiinihappojen keskellä sijaitsevien nukleotidien välistä. Eksonukleaasit katkaisevat fosfodiesterisidoksia nukleotidien välillä, jotka sijaitsevat nukleiinihappojen päissä.
Kuva 1: Nukleaasiaktiivisuus
Mikä on endonukleaasi?
Endonukleaasi on eräänlainen nukleaasityyppi, joka pilkkoo nukleiinihappoja keskeltä. Se tunnistaa spesifiset nukleiinihapon nukleotidisekvenssit ja katkaisee kemialliset sidokset nukleotidien välillä. Ne tunnetaan myös restriktioendonukleaaseina, koska ne etsivät spesifisiä restriktiokohtia ja katkaisevat sidoksen ja tuottavat restriktiofragmentteja. Yli 100 restriktioendonukleaasia tunnistetaan bakteereista ja arkeista, ja niitä saadaan kaupallisiin tarkoituksiin.
Restriktioendonukleaaseja käytetään laajasti biotekniikassa. Niillä on tärkeä rooli molekyylikloonauksessa. Suurin osa niistä on dimeerisiä entsyymejä, jotka koostuvat kahdesta proteiinialayksiköstä. Kaksi proteiinialayksikköä kääri kaksijuosteisen DNA:n ja katkaisee molemmat säikeet erikseen molemmilta puolilta. On olemassa satoja erilaisia restriktioendonukleaaseja, joilla on ainutlaatuiset tunnistuskohdat bakteereissa. Suuren restriktio-spesifisyytensä vuoksi ne pilkkoutuvat vain spesifisistä sekvensseistä. Siksi niitä pidetään erittäin hyödyllisinä molekyylityökaluina yhdistelmä-DNA-tekniikassa. Ilman restriktioendonukleaaseja rekombinantti-DNA-molekyylin tuotanto ei ole mahdollista. Yhdistelmä-DNA-molekyylin luominen on useimpien molekyylibiologisten tekniikoiden perusvaihe.
Ymmärtääksesi ainutlaatuisen sekvenssitunnistuksen restriktioendonukleaasien avulla, seuraava esimerkki auttaa lukijoita.
Bam HI on restriktioendonukleaasi, joka etsii DNA-molekyylistä seuraavaa restriktiokohtaa (kohta näkyy punaisilla kirjaimilla).
Kun Bam HI katkaisee nukleiinihapon restriktiokohdasta, se tuottaa seuraavat kaksi fragmenttia.
EcoRI on toinen restriktioendonukleaasi, joka on erittäin käyttökelpoinen yhdistelmä-DNA-tekniikassa. Se vaikuttaa spesifiseen restriktiotunnistuskohtaansa ja katkaisee DNA:n kuvan 2 mukaisesti.
Kuva 2: EcoRI
Mikä on eksonukleaasi?
Eksonukleaasi on nukleaasientsyymi, joka katkaisee kemiallisia sidoksia nukleotidien välillä nukleiinihappoketjujen 3'- tai 5'-päissä. Se rikkoo yksittäisiä nukleotideja ketjun päässä ja tuottaa nukleosideja siirtämällä fosfaattiryhmiä veteen. Eksonukleaaseja löytyy arkeista, bakteereista ja eukaryooteista. E colissa on 17 erilaista eksonukleaasia, mukaan lukien DNA-polymeraatit 1, 2 ja 3. Useat DNA-polymeraasit osoittavat 3'-5' eksonukleaasin oikolukemisaktiivisuutta.
Eksonukleaasit ovat tärkeitä DNA:n korjaamisessa, geneettisessä rekombinaatiossa, mutaatioiden estämisessä, genomin stabiloinnissa jne.
Kuva 3: E Colin RecBCD:n eksonukleaasitoiminta
Mitä eroa on endonukleaasin ja eksonukleaasin välillä?
Endonukleaasi vs eksonukleaasi |
|
| Endonukleaasi on eräänlainen nukleaasientsyymi, joka katkaisee sidoksia nukleiinihappomolekyylissä olevien nukleotidien välillä. | Eksonukleaasi on eräänlainen nukleaasientsyymi, joka katkaisee sidoksen nukleotidien välillä nukleiinihappomolekyylin 3'- tai 5'-päistä. |
| Lopputuotteet | |
| Endonukleaasit tuottavat oligonukleotidirestriktiofragmentteja | Eksonukleotidit tuottavat nukleosideja |
| Toiminto | |
| Ne rikkovat fosfodiesterisidoksia ja tuottavat restriktiofragmentteja. Mutta ne poistavat nukleotidit yksitellen. | Ne poistavat nukleotidit yksitellen nukleiinihappojen päistä. |
| Esimerkkejä | |
| Esimerkkejä ovat Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Esimerkkejä ovat eksonukleaasi I, eksonukleaasi III, RecBCD (eksonukleaasi V), RecJ-eksonukleaasi, eksonukleaasi VIII/RecE, eksonukleaasi IX, eksonukleaasi T, eksonukleaasi X jne. |
Yhteenveto – Endonukleaasi vs eksonukleaasi
Nukleaasit ovat vastuussa fosfodiesterikemiallisten sidosten katkaisemisesta nukleiinihappojen nukleotidien välillä. Nukleaasit voivat vaikuttaa nukleiinihappoketjun sisällä tai päissä. Vaikutuspaikan mukaan organismeista löytyy kahta päätyyppiä nukleaaseja. Ne ovat endonukleaasi ja eksonukleaasi. Endonukleaasit katkaisevat nukleotidit ketjun keskeltä, kun taas eksonukleaasit katkaisevat nukleotidit nukleiinihappoketjun päistä. Endonukleaasit ovat erittäin tärkeitä yhdistelmä-DNA-tekniikassa, koska ne tunnistavat spesifisiä emässekvenssejä nukleiinihappoketjussa ja katkaisevat sidoksia nukleotidien välillä.
