Nukleazy odgrywają niezbędną rolę w technologii rekombinacji DNA, genetyce i inżynierii genetycznej. Ze względu na zdolność cięcia segmentów DNA nukleazy mają różne zastosowania praktyczne. Endonukleaza i egzonukleaza to dwa takie typy nukleaz. Chociaż endonukleaza i egzonukleaza są mylone, ponieważ mają to samo znaczenie, mają różne cechy, aby udowodnić, że są różne.
Endonukleaza vs egzonukleaza
Różnica między endonukleazą a egzonukleazą polega na tym, że endonukleaza to grupa enzymów, które przecinają segmenty DNA od wewnętrznej strony. Z drugiej strony enzymy egzonukleazy odcinają segmenty DNA od końców. Dodatkowo enzymy endonukleazy mają lepkie lub tępe końce. Natomiast enzymy egzonukleazy mają lepkie końce.
Endonukleaza odnosi się do grupy enzymów znajdujących się w łańcuchu polinukleotydowym, które rozszczepiają wiązanie fosfodiestrowe. Endonukleaza restrykcyjna jest jednym z najczęstszych typów endonukleazy. Jego funkcją jest cięcie segmentu DNA w miejscu jego rozpoznania. Co ważniejsze, enzymy endonukleazy przecinają segment DNA od wewnętrznej strony.
Egzonukleazy odnoszą się do grupy enzymów, które działają poprzez odcinanie nukleotydów pojedynczo od egzo (końca) łańcucha polinukleotydowego. Ma potencjał do cięcia zarówno DNA, jak i RNA. Najważniejszym zastosowaniem egzonukleazy jest pomoc w naprawie DNA. Co ważniejsze, enzymy egzonukleazy odcinają segmenty DNA od końców.
Tabela porównawcza między endonukleazą a egzonukleazą
| Parametry porównania | Endonukleaza | Egzonukleaza |
| Definicja | Endonukleaza odnosi się do grupy enzymów, które przecinają segmenty DNA od wewnętrznej strony. | Egzonukleaza odnosi się do grupy enzymów, które odcinają segment DNA od końców. |
| Okres zwłoki | Endonukleazy, podobnie jak endonukleazy restrykcyjne, doświadczają okresu opóźnienia przed wykonaniem swojego specyficznego zadania. | W egzonukleazach brak jest okresu opóźnienia przed rozpoczęciem ich specyficznego zadania. |
| Prowadzi do | Rozszczepienie segmentów DNA skutkuje powstaniem oligonukleotydów. | W wyniku cięcia segmentów DNA powstają nukleozydy. |
| Funkcjonować | Enzymy endonukleazy odgrywają rolę w obronie, ponieważ zapobiegają przedostawaniu się patogenów. | Egzonukleazy nie mają żadnych funkcji obronnych. |
| Darmowe końce | Enzymy endonukleazy nie wymagają wolnych końców 3' i 5' do pełnienia swoich funkcji. | Egzonukleazy potrzebują wolnych końcówek do rozpoczęcia swoich konkretnych zadań. |
Co to jest endonukleaza?
Endonukleaza odnosi się do grupy enzymów znajdujących się w łańcuchu polinukleotydowym, które rozszczepiają wiązanie fosfodiestrowe. Niektóre enzymy endonukleazy, na przykład dezoksyrybonukleaza I, tną kwas dezoksyrybonukleinowy bez względu na sekwencję. Z drugiej strony większość enzymów endonukleaz rozszczepia bardzo specyficzne sekwencje nukleotydowe. Dodatkowo nazywane są również enzymami restrykcyjnymi.
Jedną z najważniejszych grup endonukleaz są enzymy restrykcyjne. Enzymy restrykcyjne dzielą się na trzy kategorie w oparciu o mechanizm ich działania: Typ I, Typ II i Typ III. Jednym z praktycznych zastosowań tych enzymów jest inżynieria genetyczna. Co więcej, endonukleazy restrykcyjne występują w setkach, a każda z nich zajmuje się atakowaniem określonego miejsca.
Komórki bakteryjne są naturalnym źródłem endonukleazy restrykcyjnej. Co więcej, końce endonukleaz są albo tępe, albo lepkie. Przykładem słynnej endonukleazy jest Cas9. Innymi przykładami endonukleaz są BamHI, Deoksyrybonukleaza I i EcoRI.
Endonukleazy są niezbędne z kilku powodów. Jednak jednym z ważniejszych powodów jest ich zdolność do precyzyjnej naprawy uszkodzonych komórek DNA. To z kolei pomaga uniknąć dalszego uszkodzenia innych enzymów. Poza tym niektóre enzymy endonukleazy pełnią funkcję obronną. W ten sposób zapobiegają przedostawaniu się niektórych patogenów.
Co to jest egzonukleaza?
Egzonukleazy odnoszą się do grupy enzymów, które działają poprzez odcinanie nukleotydów pojedynczo od egzo (końca) łańcucha polinukleotydowego. Enzymy te odcinają nukleotyd z 3' lub 5' w określonym czasie. Dodatkowo egzonukleaza służy jako enzym hydrolizujący. Składają się z dużego zestawu biochemicznie i strukturalnie scharakteryzowanych enzymów o zróżnicowanych właściwościach.
Obszerna wiedza na temat enzymów endonukleaz jest wynikiem strukturalnej charakterystyki bakterii E. coli. W pojedynczej komórce E. coli istnieje ponad 20 różnych aktywności egzonukleazy. Egzonukleaza występuje u ludzi, bakterii, zwierząt i owadów. Co ciekawe, jad jaszczurek i węży składa się z enzymów egzonukleazy.
Enzymy egzonukleazy odgrywają istotną rolę w metabolizmie i utrzymaniu komórek. Co więcej, są one kluczowymi aspektami stabilności genomu, ponieważ odcinają DNA od wolnych końców. Egzonukleazy mogą również brać udział w naprawie uszkodzonych komórek DNA. Nie pełnią jednak funkcji obronnej. W rezultacie egzonukleazy mogą być nieskuteczne w ochronie przed patogenami.
Egzonukleazy zwykle nie mają szczególnego związku z sekwencją. Są to więc niespecyficzne enzymy. Niektóre przykłady enzymów egzonukleaz to jad jaszczurki i egzonukleaza I. W przypadku enzymów egzonukleaz brak jest okresu opóźnienia przed aktywnością. Podsumowując, egzonukleazy to grupa enzymów pełniących wieloaspektowe funkcje.
Główne różnice między endonukleazą a egzonukleazą
Wniosek
Tak więc definicja, okres opóźnienia, rozszczepienie, końce i specyficzność endonukleazy i egzonukleazy dowodzą, że są one różne. Enzymy endonukleazy są specyficzne dla sekwencji. W rezultacie rozpoczynają pracę dopiero po znalezieniu dokładnego miejsca rozpoznania. Z drugiej strony egzonukleazy działają losowo. W związku z tym nie mają szczególnego względu na kolejność.
Główną funkcją endonukleazy jest zapobieganie przedostawaniu się niektórych patogenów. Jednak enzymy egzonukleazy nie odgrywają roli w obronie. Niemniej jednak odgrywają istotną rolę w metabolizmie i utrzymaniu komórek. Podsumowując, zarówno endonukleaza, jak i egzonukleaza są specyficzne pod względem funkcji, cech i właściwości.
