Skillnad mellan endonukleas och exonukleas

Huvudskillnad - Endonukleas vs Exonukleas

Nukleaser är en klass av hydrolaser som klyver fosfodiesterbindningarna mellan nukleotiderna i nukleinsyrorna, både DNA och RNA. Nukleaser kan delas in i två typer baserat på typen av substratnukleinsyran som de arbetar på: ribonukleaser och deoxiribonukleaser. Ribonukleaser arbetar på RNA medan deoxiribonukleas arbetar på DNA. Nukleaser kan också delas in i två som endonukleaser och exonukleaser. De huvudskillnad mellan endonukleaser och exonukleaser är det endonukleas klyver nukleinsyrasträngen vid mitten medan exonukleas klyver nukleinsyrasträngar från ändarna. Den viktigaste rollen av nukleaser i cellen är att delta i DNA-reparationsmekanismerna.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är ett endonukleas
      - Definition, egenskaper, funktion
2. Vad är ett exonukleas
      - Definition, egenskaper, funktion
3. Vad är likheterna mellan endonukleas och exonukleas
      - Översikt över gemensamma funktioner
4. Vad är skillnaden mellan endonukleas och exonukleas
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Viktiga termer: DNA, DNA-reparation, Endonukleas, Exonukleas, Restriktionsendonukleaser, Restriktionsstället, RNA

Vad är ett endonukleas

En endonukleas är en klass av hydrolas som klyver nukleinsyror i mitten. Verkan av endonukleaser kan resultera i två eller flera fragment av nukleinsyror. Endonukleaser är kapabla att verka på både DNA och RNA. Klyvningen av vissa endonukleaser, såsom deoxiribonukleaser (DNaser) är icke-specifik. Emellertid splittar många endonukleaser målnukleotidsekvenserna på ett specifikt sätt. Dessa typer av specifika endonukleaser kallas restriktionsendonukleaser. De kan känna igen en specifik sekvens av nukleinsyrasträngen. Sålunda genomgår dessa restriktionsendonukleaser en fördröjningsperiod före deras verkan på nukleinsyran, avsökning för den specifika nukleotidsekvensen. Denna specifika nukleotidsekvens kallas restriktionsstället.

Figur 1: Verkan av Hind III

En typisk restriktionsplats är en palindromisk sekvens av fyra till sex nukleotider. Många restriktionsendonukleaser spjälkar DNA-strängar och lämnar enkelsträngade ändar som kallas klibbiga ändar. I genteknik används dessa typer av restriktionsendonukleaser i stor utsträckning för att producera rekombinant DNA genom att ligera olika önskade DNA-strängar tillsammans. DNA-metylering i högre organismer förhindrar verkan av endonukleaser på deras genom. Prokaryotisk DNA saknar emellertid metylering. Därför kan prokaryotiskt DNA inom en eukaryot värd lätt anpassas för klyvning. Den klibbiga ändbildningen genom verkan av restriktionsendonukleas, Hind III visas i Figur 1. 

Vad är ett exonukleas

Ett exonukleas är en typ av hydrolaser som klyver nukleinsyrakedjan vid sin ände. Exonukleaser avlägsnar nukleotider en efter en från nukleinsyrakedjan genom att hydrolysera fosfodiesterbindningarna vid antingen 3'- eller 5'-ändarna. Tre typer exonukleaser kan identifieras i både prokaryoter och eukaryoter. De är 5 'till 3' exonukleas, 3 'till 5' exonukleas och poly (A) -specifika 3 'till 5' exonukleaser. Alla tre typerna har en roll i mRNA-omsättningen. E.coli DNA-polymeras III, som katalyserar tillsättningen av nukleotider till den växande strängen under prokaryotisk DNA-replikation, består av 3 'till 5'-exonukleasaktivitet i dess e-subenhet. E-subenheten avlägsnar de felaktiga nukleotiderna från slutet av odlingskedjan.

Figur 2: 3 'till 5' exonukleasdomän av DNA-polymeras I

3 'till 5' exonukleasaktiviteten hos DNA-polymeras III kallas enzymets korrekturläsningsaktivitet. DNA-polymeraset I har både 5'-3'-exonukleasaktivitet såväl som 3'-5'-exonukleasaktivitet. 5 'till 3' exonukleasaktiviteten kan ta bort upp till tio nukleotider åt gången. Exonukleaser spelar en viktig roll i DNA-korrekturläsning, DNA-reparation och DNA-stabilisering. 3 'till 5' exonukleasdomänen i DNA-polymeraset I visas i figur 2. 

Likheter mellan endonukleas och exonukleas

• Endonukleas och exonukleas är två typer av nukleaser, vilka klyver nukleinsyror.
• Både endonukleaser och exonukleaser verkar på både DNA och RNA.
• Båda nukleaser är involverade i DNA-reparation inuti cellen.

Skillnad mellan endonukleas och exonukleas

Definition

endonukleaset: Endonukleas avser ett enzym som klyver polynukleotidkedjans separerande nukleotider andra än de två ändarna.

exonukleas: Exonukleas avser ett enzym som klyver polynukleotidkedjan från kedjans ände genom att ta bort nukleotiderna en efter en. 

Handlingsmekanism

endonukleaset: Endonukleaser klyver nukleinsyror vid mitten av nukleinsyrorna.

exonukleas: Exonukleaser spaltar nukleinsyror vid ändarna.

Fördröjningsfas

endonukleaset: Restriktionsendonukleaser genomgår en fördröjningsperiod före deras aktivitet.

exonukleas: Exonukleas har ingen fördröjningsperiod före deras aktivitet.

Resultat

endonukleaset: Endonukleaser resulterar i oligonukleotider.

exonukleas: Exonukleaser resulterar i enkla nukleotider eller nukleosider.

Blunt / Sticky Ends

endonukleaset: Endonukleaser kan bilda antingen trubbiga ändar eller klibbiga ändar.

exonukleas: Exonukleaser bildar klibbiga ändar.

Roll

endonukleaset: Endonukleaser blockerar inmatningen av patogener.

exonukleas: Exonukleaser har ingen signifikant roll för att blockera inträdet av patogener.

exempel

endonukleaset: DNaser, S1-nukleas och restriktionsenzymer, såsom Bam H1, Hind III och Eco RI är exemplen på endonukleaser.

exonukleas: Snake gift, mjältefosfodiesteras, 3 'till 5' exonukleasdomän av DNA-polymeras III, 5 'till 3'-exonukleasaktiviteten och 3' till 5'-exonukleasdomänen i DNA-polymeras I är exempel på exonukleaser.

Slutsats

Endonukleaser och exonukleaser är två typer av nukleaser, vilka klyver nukleinsyror genom att hydrolysera fosfodiesterbindningarna mellan nukleotider. Endonukleaser klyver polynukleotidkedjan i mitten medan exonukleaser spaltar polynukleotidkedjan vid ändarna. Restriktionsendonukleaser är en typ av endonukleaser, vilka klyver polynukleotidkedjan vid en specifik sekvens. Exonukleaser är viktiga i korrekturläsningen av det replikerade DNA: et. Emellertid är huvudskillnaden mellan endonukleas och exonukleas platsen för klyvning av polynukleotidkedjan.

Referens:

1. McMahon, Mary och O. Wallace. "Vad är ett endonukleas?" WiseGEEK. Conjecture Corporation, 04 juli 2017. Web. Tillgänglig här. 08 aug 2017. 
2. "Exonukleas" Wikipedia. Wikimedia Foundation, 01 aug 2017. Web. Tillgänglig här. 08 aug 2017.
3. Lodish, Harvey. "DNA-replikationsmaskinen." Molecular Cell Biology. 4: e upplagan. National Library of Medicine, 01 jan 1970. Web. Tillgänglig här. 08 aug 2017. 

Image Courtesy:

1. "HindIII Restriktionsplats och klibbiga ändarvektor" Av Helixitta - Egent arbete (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 Wikimedia Commons