Differenza tra endonucleasi ed esonucleasi

Differenza principale - Endonucleasi vs Exonuclease

Le nuclidi sono una classe di idrolasi che scindono i legami fosfodiestere tra i nucleotidi negli acidi nucleici, sia il DNA che l'RNA. Le nucleasi possono essere suddivise in due tipi in base al tipo di acido nucleico del substrato su cui lavorano: ribonucleasi e deossiribonucleasi. I ribonucleasi funzionano sull'RNA mentre la deossiribonucleasi agisce sul DNA. Le nuclidi possono anche essere divise in due come endonucleasi ed esonucleasi. Il differenza principale tra endonucleasi ed esonucleasi è quello endonucleasi scinde il filamento di acido nucleico al centro mentre l'esonucleasi scinde i fili di acido nucleico dalle estremità. Il ruolo principale delle nucleasi all'interno della cellula è di prendere parte ai meccanismi di riparazione del DNA.

Aree chiave coperte

1. Cos'è un'endonucleasi
      - Definizione, caratteristiche, funzione
2. Cos'è un Exonuclease
      - Definizione, caratteristiche, funzione
3. Quali sono le somiglianze tra endonucleasi ed esonucleasi
      - Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra endonucleasi ed esonucleasi
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: DNA, riparazione del DNA, endonucleasi, esonucleasi, endonucleasi di restrizione, sito di restrizione, RNA

Cos'è un'endonucleasi

Un'endonucleasi è una classe di idrolasi che scinde gli acidi nucleici nel mezzo. L'azione delle endonucleasi può risultare in due o più frammenti di acidi nucleici. Le endonucleasi sono in grado di agire sia sul DNA che sull'RNA. La scissione di alcune endonucleasi come la desossiribonucleasi (DNasi) non è specifica. Tuttavia, molte endonucleasi scindono le sequenze nucleotidiche bersaglio in un modo specifico. Questo tipo di endonucleasi specifici sono chiamati restrizione endonucleasi. Sono in grado di riconoscere una sequenza specifica del filamento di acido nucleico. Pertanto, queste endonucleasi di restrizione subiscono un periodo di ritardo prima della loro azione sull'acido nucleico, effettuando la scansione per la sequenza nucleotidica specifica. Questa sequenza nucleotidica specifica è chiamata sito di restrizione.

Figura 1: L'azione di Hind III

Un tipico sito di restrizione è una sequenza palindromica di 4-6 nucleotidi. Molte endonucleasi di restrizione scindono i filamenti di DNA, lasciando chiamate estremità a singolo filamento estremità appiccicose. Nell'ingegneria genetica, questo tipo di restrizione endonucleasi è ampiamente utilizzato per produrre DNA ricombinante legando insieme diversi filamenti di DNA desiderati. La metilazione del DNA negli organismi superiori impedisce l'azione delle endonucleasi sul loro genoma. Tuttavia, il DNA procariotico manca di metilazione. Pertanto, il DNA procariotico all'interno di un ospite eucariotico può essere facilmente indirizzato alla scissione. La formazione di estremità appiccicosa dall'azione della restrizione endonucleasi, Hind III è mostrato in Figura 1. 

Cos'è un Exonuclease

Un esonucleasi è un tipo di idrolasi che fende la catena di acidi nucleici alla sua estremità. Le esonucleasi rimuovono i nucleotidi uno per uno dalla catena degli acidi nucleici idrolizzando i legami fosfodiestere alle estremità 3 'o 5'. Tre tipi di esonucleasi possono essere identificati sia nei procarioti che negli eucarioti. Sono da 5 'a 3' di esonucleasi, da 3 'a 5' di esonucleasi e da poli (A) -specifici da 3 'a 5' di esonucleasi. Tutti e tre i tipi hanno un ruolo nel turnover dell'mRNA. La DNA polimerasi III di E.coli, che catalizza l'aggiunta di nucleotidi al filamento in crescita durante la replicazione del DNA procariota, consiste in attività di esonucleasi da 3 a 5 nella sua subunità ε. La subunità ε rimuove i nucleotidi mispeti dalla fine della catena in crescita.

Figura 2: da 3 'a 5' dominio di exonuclease della DNA polimerasi I

L'attività di esonucleasi da 3 'a 5' della DNA polimerasi III è chiamata attività di rilettura dell'enzima. La DNA polimerasi I ha sia attività di esonucleasi da 5 'a 3' sia attività di exonucleasi da 3 'a 5'. L'attività di esonucleasi da 5 'a 3' può rimuovere fino a dieci nucleotidi alla volta. Gli esonucleasi svolgono un ruolo fondamentale nella correzione del DNA, nella riparazione del DNA e nella stabilizzazione del DNA. Il dominio di esonucleasi 3 'a 5' della DNA polimerasi I è mostrato in figura 2. 

Somiglianze tra endonucleasi ed esonucleasi

• L'endonucleasi e l'esonucleasi sono due tipi di nucleasi che scindono gli acidi nucleici.
• Sia le endonucleasi che le esonucleasi agiscono sia sul DNA che sull'RNA.
• Entrambe le nucleasi sono coinvolte nella riparazione del DNA all'interno della cellula.

Differenza tra endonucleasi ed esonucleasi

Definizione

endonucleasi: Endonucleasi si riferisce ad un enzima che scinde la catena polinucleotidica separando i nucleotidi diversi dai due terminali.

esonucleasi: L'esonucleasi si riferisce ad un enzima che scinde la catena polinucleotidica dalla fine della catena rimuovendo i nucleotidi uno per uno. 

Meccanismo di azione

endonucleasi: Le endonucleasi scindono gli acidi nucleici a metà degli acidi nucleici.

esonucleasi: Le esonucleasi scindono gli acidi nucleici alle estremità.

Fase di latenza

endonucleasi: Le endonucleasi di restrizione subiscono un periodo di ritardo prima della loro attività.

esonucleasi: L'esonucleasi non ha un periodo di ritardo prima della loro attività.

risultati

endonucleasi: Le endonucleasi provocano oligonucleotidi.

esonucleasi: Esonucleasi risultano in singoli nucleotidi o nucleosidi.

Fine smussata / appiccicosa

endonucleasi: Le endonucleasi possono formare o estremità smussate o estremità appiccicose.

esonucleasi: Le esonucleasi formano estremità appiccicose.

Ruolo

endonucleasi: Le endonucleasi bloccano l'ingresso di agenti patogeni.

esonucleasi: Le esonucleasi non hanno alcun ruolo significativo nel bloccare l'ingresso di agenti patogeni.

Esempi

endonucleasi: DNasi, nucleasi S1 e enzimi di restrizione come Bam H1, Hind III, e Eco RI sono gli esempi di endonucleasi.

esonucleasi: Veleno di serpente, fosfodiesterasi di milza, dominio di exonuclease da 3 'a 5' della DNA polimerasi III, attività di esonucleasi da 5 'a 3' e dominio di exonucleasi da 3 'a 5' della DNA polimerasi I sono esempi di esonucleasi.

Conclusione

Endonucleasi ed esonucleasi sono due tipi di nucleasi, che scindono gli acidi nucleici idrolizzando i legami fosfodiestere tra i nucleotidi. Le endonucleasi scindono la catena polinucleotidica nel mezzo mentre le esonucleasi scindono la catena polinucleotidica alle estremità. Le endonucleasi di restrizione sono un tipo di endonucleasi che scindono la catena polinucleotidica in una sequenza specifica. Le esonucleasi sono importanti nella correzione del DNA replicato. Tuttavia, la principale differenza tra endonucleasi ed esonucleasi è il punto di scissione della catena polinucleotidica.

Riferimento:

1. McMahon, Mary e O. Wallace. "Cos'è un'endonucleasi?" WiseGEEK. Conjecture Corporation, 4 luglio 2017. Web. Disponibile qui. 08 agosto 2017. 
2. "Exonuclease." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 01 agosto 2017. Web. Disponibile qui. 08 agosto 2017.
3. Lodish, Harvey. "The DNA Replication Machinery". Biologia molecolare cellulare. 4a edizione. US National Library of Medicine, 01 gennaio 1970. Web. Disponibile qui. 08 agosto 2017. 

Cortesia dell'immagine:

1. "HindIII Restriction site and sticky ends vector" di Helixitta - Opera propria (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Struttura Poly I" di Christopherrussell - Gunther S, Rother K, Frommel C (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia