Principal diferença - endonuclease vs exonuclease

As nucleases são uma classe de hidrolases que clivam as ligações fosfodiéster entre os nucleotídeos nos ácidos nucléicos, tanto o DNA quanto o RNA. As nucleases podem ser divididas em dois tipos com base no tipo de ácido nucleico substrato em que atuam: ribonucleases e desoxirribonucleases. As ribonucleases atuam no RNA, enquanto as desoxirribonucleases atuam no DNA. As nucleases também podem ser divididas em duas como endonucleases e exonucleases. o principal diferença entre endonucleases e exonucleases é que a endonuclease cliva a fita de ácido nucleico no meio, enquanto a exonuclease cliva as fitas de ácido nucleico nas extremidades. O principal papel das nucleases no interior da célula é participar dos mecanismos de reparo do DNA.

Principais áreas cobertas

1. O que é uma endonuclease - Definição, características, função 2. O que é uma exonuclease - Definição, características, função 3. Quais são as semelhanças entre endonuclease e exonuclease - Esboço de características comuns 4. Qual é a diferença entre endonuclease e exonuclease - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: DNA, reparo de DNA, endonuclease, exonuclease, endonucleases de restrição, sítio de restrição, RNA

O que é uma endonuclease

Uma endonuclease é uma classe de hidrolase que cliva os ácidos nucléicos no meio. A ação das endonucleases pode resultar em dois ou mais fragmentos de ácidos nucléicos. As endonucleases são capazes de atuar tanto no DNA quanto no RNA. A clivagem de algumas endonucleases como as desoxirribonucleases (DNases) não é específica. No entanto, muitas endonucleases clivam as sequências de nucleotídeos alvo de uma maneira específica. Este tipo de endonucleases específicas são chamadas endonucleases de restrição. Eles são capazes de reconhecer uma sequência específica da fita de ácido nucleico. Assim, essas endonucleases de restrição passam por um período de latência antes de sua ação sobre o ácido nucleico, rastreando a sequência de nucleotídeos específica. Esta sequência de nucleotídeos específica é chamada de sítio de restrição.

Figura 1: A ação de Hind III

Um local de restrição típico é uma sequência palindrômica de quatro a seis nucleotídeos. Muitas endonucleases de restrição clivam as fitas de DNA, deixando as extremidades de fita simples chamadas pontas pegajosas. Em engenharia genética, este tipo de endonucleases de restrição é amplamente utilizado para produzir DNA recombinante ligando diferentes fitas de DNA desejadas. A metilação do DNA em organismos superiores impede a ação das endonucleases sobre seu genoma. No entanto, o DNA procariótico carece de metilação. Portanto, o DNA procariótico dentro de um hospedeiro eucariótico pode ser facilmente direcionado para clivagem. A formação da extremidade pegajosa pela ação da endonuclease de restrição, Hin d III, é mostrada na figura 1.

O que é uma exonuclease

Uma exonuclease é um tipo de hidrolases que clivam a cadeia de ácido nucléico em sua extremidade. As exonucleases removem os nucleotídeos um a um da cadeia de ácido nucleico por meio da hidrólise das ligações fosfodiéster nas extremidades 3 'ou 5'. Três tipos de exonucleases podem ser identificados em procariotos e eucariotos. Eles são 5 'a 3' exonuclease, 3 'a 5' exonuclease e poli (A) -específico 3 'a 5' exonucleases. Todos os três tipos têm um papel na renovação do mRNA. A DNA polimerase III de E. coli, que catalisa a adição de nucleotídeos à fita em crescimento durante a replicação do DNA procariótico, consiste na atividade de exonuclease 3 'a 5' em sua subunidade ε. A subunidade ε remove os nucleotídeos pareados incorretamente do final da cadeia crescente.

Figura 2: domínio de exonuclease 3 'a 5' da DNA polimerase I

A atividade de exonuclease 3 'a 5' da DNA polimerase III é chamada de atividade de revisão da enzima. A DNA polimerase I tem atividade de exonuclease de 5 'a 3', bem como atividade de exonuclease de 3 'a 5'. A atividade de exonuclease 5 'a 3' pode remover até dez nucleotídeos por vez. As exonucleases desempenham um papel vital na revisão do DNA, reparo e estabilização do DNA. O domínio de exonuclease 3 'a 5' da DNA polimerase I é mostrado na figura 2.

Semelhanças entre endonuclease e exonuclease

Diferença entre endonuclease e exonuclease

Definição

Endonuclease: Endonuclease refere-se a uma enzima que cliva a cadeia polinucleotídica que separa outros nucleotídeos além dos dois terminais.

Exonuclease: Exonuclease se refere a uma enzima que cliva a cadeia polinucleotídica do final da cadeia removendo os nucleotídeos um a um.

Mecanismo de ação

Endonuclease: As endonucleases clivam os ácidos nucléicos no meio dos ácidos nucléicos.

Exonuclease: As exonucleases clivam os ácidos nucléicos nas extremidades.

Fase Lag

Endonuclease: As endonucleases de restrição passam por um período de latência antes de sua atividade.

Exonuclease: Exonuclease não tem um período de latência antes de sua atividade.

Resultados

Endonuclease: As endonucleases resultam em oligonucleotídeos.

Exonuclease: As exonucleases resultam em nucleotídeos ou nucleosídeos únicos.

Extremidades cegas / pegajosas

Endonuclease: As endonucleases podem formar extremidades cegas ou extremidades pegajosas.

Exonuclease: As exonucleases formam extremidades pegajosas.

Função

Endonuclease: As endonucleases bloqueiam a entrada de patógenos.

Exonuclease: As exonucleases não têm papel significativo no bloqueio da entrada de patógenos.

Exemplos

Endonuclease: DNases, nuclease S1 e enzimas de restrição como Bam H1, Hin d III e Eco RI são os exemplos de endonucleases.

Exonuclease: Veneno de cobra, fosfodiesterase do baço, domínio de exonuclease 3 'a 5' da DNA polimerase III, a atividade de exonuclease 5 'a 3' e o domínio de exonuclease 3 'a 5' da DNA polimerase I são exemplos de exonucleases.

Conclusão

Endonucleases e exonucleases são dois tipos de nucleases, que clivam ácidos nucléicos hidrolisando as ligações fosfodiéster entre os nucleotídeos. As endonucleases clivam a cadeia polinucleotídica no meio, enquanto as exonucleases clivam a cadeia polinucleotídica nas extremidades. As endonucleases de restrição são um tipo de endonucleases, que clivam a cadeia polinucleotídica em uma sequência específica. As exonucleases são importantes na revisão do DNA replicado. No entanto, a principal diferença entre endonuclease e exonuclease é o local de clivagem da cadeia polinucleotídica.

Referência:

1. McMahon, Mary e O. Wallace. “O que é uma endonuclease?” WiseGEEK. Conjecture Corporation, 4 de julho de 2017. Web. Disponivel aqui. 08 de agosto de 2017. 2. “Exonuclease.” Wikipedia. Wikimedia Foundation, 01 de agosto de 2017. Web. Disponivel aqui. 08 de agosto de 2017.3. Lodish, Harvey. “The DNA Replication Machinery.” Molecular Cell Biology. 4ª edição. National Library of Medicine, 01 de janeiro de 1970. Web. Disponivel aqui. 08 de agosto de 2017.

Cortesia de imagem:

1. “HindIII Restriction site and sticky ends vector” Por Helixitta - Própria obra (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia2. “Estrutura Poly I” Por Christopherrussell - Gunther S, Rother K, Frommel C (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia