Ključna razlika – endonukleaza vs egzonukleaza
Pre nego što pogledate razliku između endonukleaze i egzonukleaze, važno je znati šta je tačno nukleaza. Nukleaza je enzim sposoban za cijepanje fosfodiestarskih veza između nukleotida u nukleinskim kiselinama. Endonukleaza i egzonukleaza su dvije klasifikacije nukleaza. Ključna razlika između endonukleaze i egzonukleaze je u tome što endonukleaze cijepaju veze između nukleotida unutar molekule nukleinske kiseline, dok egzonukleaze cijepaju vezu između nukleotida na 3’ ili 5’ krajevima molekule nukleinske kiseline.
Šta je nukleaza?
Nukleaza je enzim koji ima sposobnost da cijepa fosfodiestarske veze između nukleotida u nukleinskim kiselinama. Pripada grupi enzima hidrolaze jer hidrolizuje hemijske veze između nukleotida. Ovaj enzim je neophodan za prirodne mehanizme popravljanja DNK koji se javljaju u ćelijama iu biotehnološkim procesima kao što su kloniranje gena, tehnologija rekombinantne DNK, RFLP, AFLP, sekvenciranje gena, genska terapija, mapiranje genoma itd.
Postoje dvije glavne vrste nukleaza: ribonukleaza i deoksiribonukleaza, koje djeluju i razbijaju kemijske veze između monomera RNK i DNK, respektivno. Prema mjestu djelovanja nukleaza, one su dalje kategorizirane u dvije grupe i to endonukleaza i egzonukleaza. Endonukleaze prepoznaju specifične regije sekvence nukleinskih kiselina i cijepaju fosfodiestarske veze između nukleotida koji se nalaze u sredini nukleinskih kiselina. Egzonukleaze cijepaju fosfodiestarske veze između nukleotida koji se nalaze na krajevima nukleinskih kiselina.
Slika 1: Nukleazna aktivnost
Šta je endonukleaza?
Endonukleaza je vrsta nukleaza koja cijepa nukleinske kiseline iz sredine. Prepoznaje specifične nukleotidne sekvence nukleinske kiseline i razbija hemijske veze između nukleotida. One su također poznate kao restrikcijske endonukleaze jer pretražuju određena restrikcijska mjesta i cijepaju vezu i proizvode restrikcijske fragmente. Više od 100 restrikcijskih endonukleaza identificirano je u bakterijama i arhejama i dobiveno je u komercijalne svrhe.
Restrikcione endonukleaze se intenzivno koriste u biotehnologiji. Oni igraju vitalnu ulogu u molekularnom kloniranju. Većina njih su dimerni enzimi sastavljeni od dvije proteinske podjedinice. Dvije proteinske podjedinice obavijaju dvolančanu DNK i odvojeno cijepaju oba lanca s obje strane. Postoje stotine tipova restrikcijskih endonukleaza s jedinstvenim mjestima prepoznavanja u bakterijama. Zbog svoje visoke specifičnosti u restrikciji, cijepaju se samo na određenim sekvencama. Stoga se smatraju vrlo korisnim molekularnim alatima u tehnologiji rekombinantne DNK. Bez restrikcijskih endonukleaza, proizvodnja rekombinantne DNK molekule nije moguća. Stvaranje rekombinantne DNK molekule je osnovni korak većine molekularno bioloških tehnologija.
Da biste razumjeli jedinstveno prepoznavanje sekvence pomoću restrikcijskih endonukleaza, sljedeći primjer će pomoći čitateljima.
Bam HI je restrikcijska endonukleaza koja pretražuje sljedeće restrikcijsko mjesto u DNK molekulu (mjesto je prikazano crvenim slovima).
Jednom kada Bam HI odcijepi nukleinsku kiselinu sa mjesta restrikcije, proizvodi sljedeća dva fragmenta.
EcoRI je još jedna restrikcijska endonukleaza koja je vrlo korisna u tehnologiji rekombinantne DNK koja djeluje na njeno specifično restriktivno mjesto prepoznavanja i cijepa DNK kao što je prikazano na slici 2.
Slika 2: EcoRI
Šta je egzonukleaza?
Egzonukleaza je nukleazni enzim koji cijepa hemijske veze između nukleotida na 3’ ili 5’ krajevima lanaca nukleinske kiseline. Razbija pojedinačne nukleotide na kraju lanca i proizvodi nukleozide prenošenjem fosfatnih grupa u vodu. Egzonukleaze se nalaze u arhejama, bakterijama i eukariotima. U E coli je prisutno 17 različitih egzonukleaza uključujući DNK polimere 1, 2 i 3. Nekoliko DNK polimeraza pokazuje aktivnost korekture eksonukleaze od 3’ do 5’.
Egzonukleaze su važne u popravljanju DNK, genetskoj rekombinaciji, prevenciji pojave mutacija, stabilizaciji genoma itd.
Slika 3: Eksonukleazno djelovanje RecBCD-a E Coli
Koja je razlika između endonukleaze i egzonukleaze?
Endonukleaza vs Exonukleaza |
|
| Endonukleaza je vrsta enzima nukleaze koji cijepa veze između nukleotida unutar molekula nukleinske kiseline. | Egzonukleaza je vrsta enzima nukleaze koji cijepa vezu između nukleotida na 3’ ili 5’ krajevima molekula nukleinske kiseline. |
| Krajnji proizvodi | |
| Endonukleaze proizvode oligonukleotidne restrikcijske fragmente | Egzonukleotidi proizvode nukleozide |
| Funkcija | |
| Razbijaju fosfodiestarske veze i proizvode restrikcijske fragmente. Ali oni ne uklanjaju nukleotide jedan po jedan. | Uklanjaju nukleotide jedan po jedan sa krajeva nukleinskih kiselina. |
| Primjeri | |
| Primjeri uključuju Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Primjeri uključuju egzonukleazu I, egzonukleazu III, RecBCD (egzonukleazu V), RecJ egzonukleazu, egzonukleazu VIII/RecE, egzonukleazu IX, egzonukleazu T, egzonukleazu X itd. |
Sažetak – Endonukleaza vs egzonukleaza
Nukleaze su odgovorne za razbijanje fosfodiestarskih hemijskih veza između nukleotida nukleinskih kiselina. Nukleaze mogu djelovati unutar ili na krajevima lanca nukleinske kiseline. Prema mjestu djelovanja, u organizmima se nalaze dvije glavne vrste nukleaza. To su endonukleaza i egzonukleaza. Endonukleaze cijepaju nukleotide iz sredine lanca, dok egzonukleaze cijepaju nukleotide sa krajeva lanca nukleinske kiseline. Endonukleaze su veoma važne u tehnologiji rekombinantne DNK jer prepoznaju specifične bazne sekvence unutar lanca nukleinske kiseline i razbijaju veze između nukleotida.
