Verschil tussen endonuclease en exonuclease
Share
Belangrijkste verschil - Endonuclease versus exonuclease
Nucleasen zijn een klasse van hydrolasen die de fosfodiesterbindingen tussen de nucleotiden in de nucleïnezuren, zowel DNA als RNA, splitsen. De nucleasen kunnen in twee typen worden verdeeld op basis van het type van het nucleïnezuur waarop ze werken: ribonucleasen en deoxyribonucleasen. Ribonucleasen werken op RNA, terwijl desoxyribonuclease op DNA werken. Nucleasen kunnen ook in twee worden verdeeld als endonucleasen en exonucleasen. De grootste verschil tussen endonucleasen en exonucleasen is dat endonuclease splitst nucleïnezuurstreng in het midden terwijl exonuclease nucleïnezuurstrengen splitst vanaf de uiteinden. De belangrijkste rol van nucleasen in de cel is om deel te nemen aan de DNA-herstelmechanismen.
Key Areas Covered
1. Wat is een endonuclease
- Definitie, kenmerken, functie
2. Wat is een Exonuclease
- Definitie, kenmerken, functie
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen endonuclease en exonuclease
- Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen endonuclease en exonuclease
- Vergelijking van belangrijke verschillen
Sleutelbegrippen: DNA, DNA-reparatie, Endonuclease, Exonuclease, Restrictie-endonucleasen, Restrictieplaats, RNA
Wat is een endonuclease
Een endonuclease is een klasse van hydrolase die in het midden nucleïnezuren splitst. De werking van endonucleasen kan resulteren in twee of meer fragmenten van nucleïnezuren. Endonucleasen kunnen zowel op DNA als op RNA inwerken. De splitsing van sommige endonucleasen zoals deoxyribonucleasen (DNasen) is niet-specifiek. Veel endonucleasen splitsen echter de doelnucleotidesequenties op een specifieke manier. Dit type specifieke endonucleasen worden genoemd restrictie-endonucleasen. Ze zijn in staat om een specifieke sequentie van de nucleïnezuurstreng te herkennen. Aldus ondergaan deze restrictie-endonucleasen een lag-periode voorafgaand aan hun werking op het nucleïnezuur, waarbij wordt gescand op de specifieke nucleotidesequentie. Deze specifieke nucleotidesequentie wordt de restrictieplaats genoemd.
Figuur 1: De actie van Hind III
Een typische restrictieplaats is een palindromische sequentie van vier tot zes nucleotiden. Veel restrictie-endonucleasen splitsen DNA-strengen af, waardoor enkelstrengse uiteinden worden genoemd plakkerige uiteinden. In genetische manipulatie worden dit type restrictie-endonucleasen veelvuldig gebruikt om recombinant DNA te produceren door verschillende gewenste DNA-strengen samen te ligeren. DNA-methylatie in hogere organismen voorkomt de werking van endonucleasen op hun genoom. Prokaryotisch DNA mist echter methylatie. Daarom kan prokaryoot DNA binnen een eukaryote gastheer gemakkelijk worden gericht op splitsing. De vorming van kleverige uiteinden door de werking van het restrictie-endonuclease, hind III wordt getoond in Figuur 1.
Wat is een Exonuclease
Een exonuclease is een type hydrolasen die de nucleïnezuurketen aan het einde ervan splitsen. Exonucleasen verwijderen nucleotiden één voor één uit de nucleïnezuurketen door de fosfodiesterbindingen aan beide 3'- of 5'-uiteinden te hydrolyseren. Drie soorten exonucleasen kunnen worden geïdentificeerd in zowel prokaryoten als eukaryoten. Het zijn exonuclease van 5 'naar 3', 3 'naar 5' exonuclease en poly (A) - specifieke 3 'naar 5' exonucleasen. Alle drie soorten hebben een rol bij mRNA-omzet. Het E. coli-DNA-polymerase III, dat de toevoeging van nucleotiden aan de groeiende streng tijdens prokaryote DNA-replicatie katalyseert, bestaat uit 3 'tot 5'-exonuclease-activiteit in zijn s-subeenheid. De ε-subeenheid verwijdert de verkeerd gepaarde nucleotiden van het einde van de groeiende keten.
Figuur 2: 3 'naar 5'-exonucleasedomein van DNA-polymerase I
De 3 'tot 5'-exonuclease-activiteit van het DNA-polymerase III wordt de proeflezen-activiteit van het enzym genoemd. Het DNA-polymerase I heeft zowel 5 'naar 3'-exonuclease-activiteit als ook 3' naar 5'-exonuclease-activiteit. De 5 'tot 3' exonuclease-activiteit kan tot tien nucleotiden tegelijk verwijderen. Exonucleasen spelen een vitale rol bij DNA-proofreading, DNA-reparatie en DNA-stabilisatie. Het 3 'tot 5' exonucleasedomein van het DNA-polymerase I wordt getoond in Figuur 2.
Overeenkomsten tussen endonuclease en exonuclease
- Endonuclease en exonuclease zijn twee soorten nucleasen, die nucleïnezuren splitsen.
- Zowel endonucleasen als exonucleasen werken op zowel DNA als RNA.
- Beide nucleasen zijn betrokken bij de DNA-reparatie in de cel.
Verschil tussen endonuclease en exonuclease
Definitie
endonuclease: Endonuclease verwijst naar een enzym dat de polynucleotide-keten splitst die andere nucleotiden scheidt dan de twee uiteinden.
exonuclease: Exonuclease verwijst naar een enzym dat polynucleotide-keten van het einde van de keten splitst door de nucleotiden één voor één te verwijderen.
Werkingsmechanisme
endonuclease: Endonucleasen splitsen nucleïnezuren in het midden van de nucleïnezuren.
exonuclease: Exonucleasen splitsen nucleïnezuren aan de uiteinden.
Lag Phase
endonuclease: Restrictie-endonucleasen ondergaan een lag-periode voorafgaand aan hun activiteit.
exonuclease: Exonuclease heeft geen vertragingstijd vóór hun activiteit.
resultaten
endonuclease: Endonucleasen resulteren in oligonucleotiden.
exonuclease: Exonucleasen resulteren in enkele nucleotiden of nucleosiden.
Blunt / plakkerige uiteinden
endonuclease: Endonucleasen kunnen botte uiteinden of kleverige uiteinden vormen.
exonuclease: Exonucleasen vormen plakkerige uiteinden.
Rol
endonuclease: Endonucleasen blokkeren de invoer van pathogenen.
exonuclease: Exonucleasen spelen geen belangrijke rol bij het blokkeren van de toegang van pathogenen.
Voorbeelden
endonuclease: DNasen, Sl-nuclease en restrictie-enzymen zoals Bam H1, hind III, en Eco RI zijn de voorbeelden van endonucleasen.
exonuclease: Snake gif, milt fosfodiësterase, 3 'naar 5' exonuclease domein van het DNA polymerase III, de 5 'naar 3' exonuclease activiteit en het 3 'tot 5' exonuclease domein van het DNA polymerase I zijn voorbeelden van exonucleasen.
Conclusie
Endonucleasen en exonucleasen zijn twee soorten nucleasen, die nucleïnezuren splitsen door de fosfodiesterbindingen tussen nucleotiden te hydrolyseren. Endonucleasen splitsen de polynucleotideketen in het midden terwijl exonucleasen de polynucleotideketen aan de uiteinden splitsen. Restrictie-endonucleasen zijn een type van endonucleasen, die de polynucleotide-keten splitsen in een specifieke sequentie. Exonucleasen zijn belangrijk bij het proeflezen van het gerepliceerde DNA. Het belangrijkste verschil tussen endonuclease en exonuclease is echter de plaats van splitsing van de polynucleotide-keten.
Referentie:
1. McMahon, Mary en O. Wallace. "Wat is een endonuclease?" WiseGEEK. Conjecture Corporation, 4 juli 2017. Web. Beschikbaar Hier. 8 aug. 2017.
2. "Exonuclease." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 1 augustus 2017. Web. Beschikbaar Hier. 8 aug. 2017.
3. Lodish, Harvey. "The DNA Replication Machinery." Molecular Cell Biology. 4de editie. US. National Library of Medicine, 01 januari 1970. Web. Beschikbaar Hier. 8 aug. 2017.
Afbeelding met dank aan:
1. "HindIII Restriction-site en plakkerige uiteinden vector" door Helixitta - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Poly I-structuur" door Christopherrussell - Gunther S, Rother K, Frommel C (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
