Forskjellen mellom endonuklease og exonuklease

Hovedforskjell - Endonuclease vs Exonuclease

Nukleaser er en klasse av hydrolaser som klipper fosfodiesterbindingene mellom nukleotidene i nukleinsyrene, både DNA og RNA. Nukleasene kan deles i to typer basert på typen av substratnukleinsyren de arbeider med: ribonukleaser og deoksyribonukleaser. Ribonukleaser virker på RNA mens deoksyribonuklease virker på DNA. Nukleaser kan også deles inn i to som endonukleaser og exonukleaser. De hovedforskjell mellom endonukleaser og exonukleaser er det endonuklease spalter nukleinsyrestrengen i midten mens exonuklease spalter nukleinsyrestrenger fra endene. Hovedrollen av nukleaser inne i cellen er å delta i DNA-reparasjonsmekanismer.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er en endonuklease
      - Definisjon, egenskaper, funksjon
2. Hva er en eksonuklease
      - Definisjon, egenskaper, funksjon
3. Hva er likhetene mellom endonuklease og eksonuklease
      - Oversikt over vanlige funksjoner
4. Hva er forskjellen mellom endonuklease og exonuklease
      - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbetingelser: DNA, DNA-reparasjon, Endonuclease, Exonuclease, Restriction Endonucleases, Restriction Site, RNA

Hva er en endonuklease

En endonuklease er en klasse av hydrolase som spalter nukleinsyrer i midten. Virkningen av endonukleaser kan resultere i to eller flere fragmenter av nukleinsyrer. Endonukleaser er i stand til å virke på både DNA og RNA. Spaltningen av noen endonukleaser som deoksyribonukleaser (DNaser) er ikke-spesifikk. Imidlertid spalter mange endonukleaser målnukleotidsekvensene på en bestemt måte. Disse typer spesifikke endonukleaser kalles restriktionsendonukleaser. De er i stand til å gjenkjenne en bestemt sekvens av nukleinsyrestrengen. Således gjennomgår disse restriksjonsendonukleaser en forsinkelsesperiode før deres virkning på nukleinsyren, skanning for den spesifikke nukleotidsekvensen. Denne spesifikke nukleotidsekvensen kalles restriksjonsstedet.

Figur 1: Handlingen av Hind III

Et typisk restriksjonssted er en palindromisk sekvens av fire til seks nukleotider. Mange restriktionsendonukleaser spalter DNA-tråder, og etterlater enkeltstrengede ender kalt klissete ender. I genteknologi brukes disse typer restriktionsendonukleaser mye til å produsere rekombinant DNA ved å ligere forskjellige ønskede DNA-tråder sammen. DNA-metylering i høyere organismer hindrer virkningen av endonukleaser på deres genom. Imidlertid mangler prokaryotisk DNA metylering. Derfor kan prokaryotisk DNA i en eukaryot vert enkelt målrettes for spaltning. Den klebrige endedannelsen ved virkningen av restriksjonsendonukleasen, Hind III er vist i Figur 1. 

Hva er en eksonuklease

En eksonuklease er en type hydrolaser som klipper nukleinsyrekjeden ved sin ende. Exonukleaser fjerner nukleotidene en etter en fra nukleinsyrekjeden ved hydrolysering av fosfodiesterbindingene ved enten 3'- eller 5'-ender. Tre typer exonukleaser kan identifiseres i både prokaryoter og eukaryoter. De er 5 'til 3' exonuklease, 3 'til 5' exonuklease og poly (A) -specifikke 3 'til 5' exonukleaser. Alle tre typer har en rolle i mRNA-omsetningen. E.coli DNA-polymerase III, som katalyserer tilsetningen av nukleotider til dyrkningsstrengen under prokaryotisk DNA-replikasjon, består av 3 'til 5' exonukleaseaktivitet i sin e-underenhet. E-underenheten fjerner de forkortede nukleotidene fra slutten av den voksende kjeden.

Figur 2: 3 'til 5' exonuklease-domene av DNA-polymerase I

3 'til 5' exonukleaseaktiviteten til DNA-polymerase III kalles enzymets korrekturlesingsaktivitet. DNA-polymerasen I har både 5 'til 3' exonukleaseaktivitet så vel som 3 'til 5' exonukleaseaktivitet. 5 'til 3' exonukleaseaktiviteten kan fjerne opptil ti nukleotider av gangen. Exonukleaser spiller en viktig rolle i DNA-korrekturlesning, DNA-reparasjon og DNA-stabilisering. 3 'til 5' exonuklease-domenet til DNA-polymerasen I er vist i figur 2. 

Likheter mellom Endonuclease og Exonuclease

• Endonuclease og exonuclease er to typer nukleaser, som spalter nukleinsyrer.
• Både endonukleaser og exonukleaser virker på både DNA og RNA.
• Begge nukleaser er involvert i DNA-reparasjon inne i cellen.

Forskjellen mellom endonuklease og exonuklease

Definisjon

endonuklease: Endonuclease refererer til et enzym som spalter polynukleotidkjeden som skiller nukleotider andre enn de to ender.

eksonuklease: Exonuclease refererer til et enzym som spalter polynukleotidkjeden fra enden av kjeden ved å fjerne nukleotidene en etter en. 

Virkningsmekanismen

endonuklease: Endonukleaser spalter nukleinsyrer i midten av nukleinsyrene.

eksonuklease: Exonukleaser spalter nukleinsyrer i endene.

Lagfase

endonuklease: Begrensningsendonukleaser gjennomgår en forsinkelsesperiode før deres aktivitet.

eksonuklease: Exonuclease har ikke en forsinkelsesperiode før aktiviteten.

resultater

endonuklease: Endonukleaser resulterer i oligonukleotider.

eksonuklease: Exonukleaser resulterer i enkle nukleotider eller nukleosider.

Blunt / Sticky Ends

endonuklease: Endonukleaser kan danne enten stumme ender eller klebrig endene.

eksonuklease: Exonukleaser danner klebrig endene.

rolle

endonuklease: Endonukleaser blokkerer inngangen til patogener.

eksonuklease: Exonukleaser har ingen signifikant rolle i blokkering av inngrep av patogener.

eksempler

endonuklease: DNaser, S1-nuklease og restriksjonsenzymer, så som Bam H1, Hind III og Eco RI er eksemplene på endonukleaser.

eksonuklease: Snake gift, miltfosfodiesterase, 3 'til 5' exonuklease-domene av DNA-polymerase III, 5'- til 3'-eksonukleaseaktiviteten og 3'-5'-exonuklease-domenet til DNA-polymerase I er eksempler på exonukleaser.

Konklusjon

Endonukleaser og exonukleaser er to typer nukleaser, som spalter nukleinsyrer ved hydrolysering av fosfodiesterbindingene mellom nukleotider. Endonukleaser spalter polynukleotidkjeden i midten mens exonukleaser spalter polynukleotidkjeden i endene. Begrensningsendonukleaser er en type endonukleaser som spalter polynukleotidkjeden ved en spesifikk sekvens. Exonukleaser er viktige i korrekturlesingen av det replikerte DNA. Imidlertid er hovedforskjellen mellom endonuklease og exonuklease stedet for spaltning av polynukleotidkjeden.

Henvisning:

1. McMahon, Mary og O. Wallace. "Hva er en endonuklease?" WiseGEEK. Conjecture Corporation, 4. juli 2017. Web. Tilgjengelig her. 8. august 2017. 
2. "Exonuclease." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 01. Aug. 2017. Web. Tilgjengelig her. 8. august 2017.
3. Lodish, Harvey. "DNA Replication Machinery." Molecular Cell Biology. 4. utgave.U.S. National Library of Medicine, 01 jan. 1970. Web. Tilgjengelig her. 8. august 2017. 

Bilde Courtesy:

1. "HindIII Restriksjonssted og klebrig endingsvektor" Ved Helixitta - Egentlig arbeid (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Poly I-struktur" Av Christopherrussell - Gunther S, Rother K, Frommel C (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia