Разлика между ендонуклеаза и екзонуклеаза

Ключова разлика - Endonuclease vs Exonuclease
 

Преди да разгледаме разликата между ендонуклеаза и екзонуклеаза, е важно да знаем какво точно представлява нуклеаза. Нуклеазата е ензим, способен да разцепи фосфодиестерните връзки между нуклеотидите в нуклеиновите киселини. Ендонуклеазата и екзонуклеазата са две класификации на нуклеазите. Ключовата разлика между ендонуклеза и екзонуклеаза е тази ендонуклеазите разцепват връзките между нуклеотидите в молекулата на нуклеиновата киселина, докато екзонуклеазите разцепват връзката между нуклеотидите в 3 'или 5' краищата на молекулата на нуклеиновата киселина.

СЪДЪРЖАНИЕ
1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е нуклеаза
3. Какво е Ендонуклеаза
4. Какво е екзонуклеаза
5. Паралелно сравнение - Endonuclease vs Exonuclease
6. Резюме

Какво е Nuclease?

Нуклеазата е ензим, който има способността да разцепва фосфодиестерни връзки между нуклеотиди в нуклеинови киселини. Принадлежи към ензимната група на хидролазата, тъй като хидролизира химичните връзки между нуклеотидите. Този ензим е от съществено значение за естествените механизми за възстановяване на ДНК, възникващи в клетките и в биотехнологичните процеси като клониране на гени, рекомбинантна ДНК технология, RFLP, AFLP, генно секвениране, генна терапия, картографиране на генома и т.н..

Има два основни типа нуклеази: рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза, които действат и нарушават химическите връзки между мономерите на РНК и ДНК, съответно. Според мястото на действие на нуклеазите те са допълнително категоризирани в две групи, а именно ендонуклеаза и екзонуклеаза. Ендонуклеазите разпознават специфични области на последователността на нуклеиновите киселини и разцепват фосфодиестерните връзки между нуклеотидите, които са разположени в средата на нуклеиновите киселини. Екзонуклеазите разцепват фосфодиестерни връзки между нуклеотиди, които са разположени в краищата на нуклеиновите киселини.

Фигура 1: Нуклеазна активност

Какво е Ендонуклеаза?

Ендонуклеазата е вид нуклеази, който разцепва нуклеиновите киселини от средата. Той разпознава специфични нуклеотидни последователности на нуклеиновата киселина и разрушава химичните връзки между нуклеотидите. Те също са известни като рестрикционни ендонуклеази тъй като те търсят специфични рестрикционни сайтове и разцепват връзката и създават рестрикционни фрагменти. Повече от 100 редукционни ендонуклеази са идентифицирани в бактериите и археите и са получени за търговски цели.

Рестрикционните ендонуклеази се използват широко в биотехнологиите. Те играят жизненоважна роля в молекулярното клониране. Повечето от тях са димерни ензими, съставени от две протеинови субединици. Две протеинови субединици обвиват двуверижната ДНК и отделно разцепват и двете направления от двете страни. Съществуват стотици рестрикционни ендонуклеази с уникални разпознаваеми места в бактериите. Поради високата си специфичност в рестрикцията, те се разцепват само в специфични последователности. Следователно, те се считат за много полезни молекулярни инструменти в рекомбинантната ДНК технология. Без рестрикционни ендонуклеази производството на рекомбинантна ДНК молекула не е възможно. Създаването на рекомбинантната молекула на ДНК е основната стъпка на повечето молекулярни биологични технологии.

За да разберат уникалното разпознаване на последователност чрез рестрикционни ендонуклеази, следващият пример ще помогне на читателите.

Bam HI е рестрикционна ендонуклеаза, която търси следното рестрикционно място в молекулата на ДНК (сайтът е показан с червени букви).След като Bam HI разцепва нуклеиновата киселина от мястото на рестрикция, тя произвежда следните два фрагмента.EcoRI е друга рестрикционна ендонуклеаза, която е много полезна в рекомбинантната ДНК технология, действаща на нейния специфичен сайт за разпознаване на рестрикция и разцепва ДНК, както е показано на фигура 2.

Фигура 2: EcoRI

Какво е екзонуклеаза?

Екзонуклеазата е нуклеазен ензим, който разцепва химичните връзки между нуклеотидите в 3 'или 5' краищата на веригите на нуклеиновата киселина. Разрушава единични нуклеотиди в края на веригата и произвежда нуклеозиди, като прехвърля фосфатни групи във вода. Екзонуклеазите се намират в археите, бактериите и еукариотите. В Е coli присъстват 17 различни екзонуклеази, включително ДНК полимери 1, 2 и 3. Няколко ДНК полимерази проявяват 3 'до 5' екзонуклеазна коректорна активност.

Екзонуклеазите са важни за възстановяването на ДНК, генетичната рекомбинация, предотвратяването на появата на мутации, стабилизирането на генома и т.н..

Фигура 3: Екзонуклеазно действие на RecBCD на E Coli

Каква е разликата между Endonuclease и Exonuclease?

Ендонуклеаза срещу Екзонуклеаза
Ендонуклеаза е вид нуклеазни ензими, който разцепва връзките между нуклеотидите в молекулата на нуклеиновата киселина.	Екзонуклеазата е вид нуклеазни ензими, който разцепва връзката между нуклеотидите в 3 'или 5' краищата на молекулата на нуклеиновата киселина.
Крайните продукти
Ендонуклеазите произвеждат олигонуклеотидни рестрикционни фрагменти	Екзонуклеотидите произвеждат нуклеозиди
функция
Те нарушават фосфодиестерните връзки и произвеждат рестрикционни фрагменти. Но те премахват нуклеотидите един по един.	Те отстраняват нуклеотидите един по един от краищата на нуклеиновите киселини.
Примери
Примерите включват Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I,	Примерите включват Екзонуклеаза I, Екзонуклеаза III, RecBCD (Екзонуклеаза V), ЕК екзонуклеаза, Екзонуклеаза VIII / RecE, Екзонуклеаза IX, Екзонуклеаза Т, Екзонуклеаза X и т.н..

Обобщение - Endonuclease vs Exonuclease

Нуклеазите са отговорни за нарушаването на фосфодиестерните химични връзки между нуклеотидите на нуклеиновите киселини. Нуклеазите могат да действат във или в краищата на веригата на нуклеиновите киселини. Според мястото на действие, два основни типа нуклеази се намират в организмите. Те са ендонуклеаза и екзонуклеаза. Ендонуклеази отцепват нуклеотиди от средата на веригата, докато екзонуклеази отцепват нуклеотиди от краищата на веригата на нуклеиновата киселина. Ендонуклеазите са много важни в рекомбинантната ДНК технология, тъй като те разпознават специфични базови последователности във веригата на нуклеиновата киселина и разкъсват връзките между нуклеотидите.

справка:
1. "Рестрикционен ензим." Рестрикционен ензим | Статии с отворен достъп | Списания с отворен достъп | Материали за конференцията | Редактори | Автори | Рецензенти | научни събития. N.p., n.d. Web. 11 март 2017 г.
2.Pingoud, Alfred и Albert Jeltsch. „Структура и функция на рестрикционни ендонуклеази от тип II.“ Изследване на нуклеинови киселини. Oxford University Press, 15 септември 2001 г. Web. 11 март 2017 г.
3.Lovett, Сюзън Т. "ДНК екзонуклеазите на Escherichia coli." EcoSal Plus. Национална медицинска библиотека на САЩ, декември 2011 г. Web. 11 март 2017 г.

С любезност на изображенията:
1. "Рестрикционен ензим Eco RI" От Tinastella - Собствена работа (Public Domain) чрез Commons Wikimedia
2. “HR RecBCD RecA” от Emw2012 - Собствена работа (CC BY-SA 3.0) през Commons Wikimedia