Diferència clau: endonucleasa vs exonucleasa
Abans de veure la diferència entre l'endonucleasa i l'exonucleasa, és important saber què és exactament una nucleasa. Una nucleasa és un enzim capaç de tallar enllaços fosfodièster entre nucleòtids dels àcids nucleics. L'endonucleasa i l'exonucleasa són dues classificacions de nucleases. La diferència clau entre l'endonucleasa i l'exonucleasa és que les endonucleases tallen els enllaços entre nucleòtids dins de la molècula d'àcid nucleic, mentre que les exonucleases tallen l'enllaç entre nucleòtids als extrems 3' o 5' de la molècula d'àcid nucleic.
Què és una nucleasa?
Una nucleasa és un enzim que té la capacitat de tallar enllaços fosfodièster entre nucleòtids dels àcids nucleics. Pertany al grup de l'enzim hidrolasa ja que hidrolitza els enllaços químics entre els nucleòtids. Aquest enzim és essencial per als mecanismes naturals de reparació de l'ADN que es produeixen a les cèl·lules i en processos biotecnològics com ara la clonació de gens, la tecnologia d'ADN recombinant, RFLP, AFLP, seqüenciació gènica, teràpia gènica, mapeig del genoma, etc.
Hi ha dos tipus principals de nucleases: la ribonucleasa i la desoxiribonucleasa, que actuen i trenquen els enllaços químics entre els monòmers de l'ARN i l'ADN, respectivament. Segons el lloc d'acció de les nucleases, es classifiquen a més en dos grups: endonucleases i exonucleases. Les endonucleases reconeixen regions de seqüències específiques dels àcids nucleics i tallen els enllaços fosfodièster entre nucleòtids que es troben al centre dels àcids nucleics. Les exonucleases tallen els enllaços fosfodièster entre nucleòtids que es troben als extrems dels àcids nucleics.
Figura 1: activitat nuclear
Què és una endonucleasa?
L'endonucleasa és un tipus de nucleases que escinda els àcids nucleics del centre. Reconeix seqüències de nucleòtids específiques d'àcid nucleic i trenca els enllaços químics entre els nucleòtids. També es coneixen com a endonucleases de restricció, ja que cerquen llocs de restricció específics i escinden l'enllaç i produeixen fragments de restricció. S'identifiquen més de 100 endonucleases de restricció en bacteris i arquees i s'obtenen amb finalitats comercials.
Les endonucleases de restricció s'utilitzen àmpliament en biotecnologia. Tenen un paper vital en la clonació molecular. La majoria d'ells són enzims dimèrics composts per dues subunitats proteiques. Dues subunitats de proteïnes embolcallen l'ADN de doble cadena i tallen per separat les dues cadenes d'ambdós costats. Hi ha centenars de tipus d'endonucleases de restricció amb llocs de reconeixement únics en bacteris. A causa de la seva alta especificitat en la restricció, s'escindeixen només en seqüències específiques. Per tant, es consideren eines moleculars molt útils en la tecnologia de l'ADN recombinant. Sense endonucleases de restricció, la producció de molècules d'ADN recombinant no és possible. La creació de la molècula d'ADN recombinant és el pas bàsic de la majoria de tecnologies de biologia molecular.
Per entendre el reconeixement de seqüències úniques per endonucleases de restricció, l'exemple següent ajudarà els lectors.
Bam HI és una endonucleasa de restricció que cerca el següent lloc de restricció a la molècula d'ADN (el lloc es mostra amb lletres vermelles).
Un cop Bam HI escinda l'àcid nucleic del lloc de restricció, produeix els dos fragments següents.
EcoRI és una altra endonucleasa de restricció molt útil en la tecnologia d'ADN recombinant que actua en el seu lloc específic de reconeixement de restricció i escinda l'ADN tal com es mostra a la figura 2.
Figura 2: EcoRI
Què és una exonucleasa?
L'exonucleasa és un enzim nucleasa que escinda els enllaços químics entre els nucleòtids als extrems 3' o 5' de les cadenes d'àcid nucleic. Trenca nucleòtids únics al final de la cadena i produeix nucleòsids transferint grups fosfat a l'aigua. Les exonucleases es troben en arqueas, bacteris i eucariotes. A E coli, hi ha 17 exonucleases diferents, incloses les polímeres d'ADN 1, 2 i 3. Diverses ADN polimerases presenten una activitat de correcció de proves d'exonucleases de 3' a 5'.
Les exonucleases són importants en la reparació de l'ADN, la recombinació genètica, la prevenció de l'aparició de mutacions, l'estabilització del genoma, etc.
Figura 3: Acció de l'exonucleasa de RecBCD d'E Coli
Quina diferència hi ha entre l'endonucleasa i l'exonucleasa?
Endonucleasa vs Exonucleasa |
|
| L'endonucleasa és un tipus d'enzims nucleases que escinden els enllaços entre nucleòtids dins de la molècula d'àcid nucleic. | L'exonucleasa és un tipus d'enzims nucleases que escinda l'enllaç entre nucleòtids als extrems 3' o 5' de la molècula d'àcid nucleic. |
| Productes finals | |
| Les endonucleases produeixen fragments de restricció d'oligonucleòtids | Els exonucleòtids produeixen nucleòsids |
| Funció | |
| Trenquen els enllaços fosfodièster i produeixen fragments de restricció. Però eliminen els nucleòtids un per un. | Eliminen els nucleòtids un per un dels extrems dels àcids nucleics. |
| Exemples | |
| Els exemples inclouen Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Els exemples inclouen Exonucleasa I, Exonucleasa III, RecBCD (Exonucleasa V), Exonucleasa RecJ, Exonucleasa VIII/RecE, Exonucleasa IX, Exonucleasa T, Exonucleasa X, etc. |
Resum: endonucleasa vs exonucleasa
Les nucleases són responsables de trencar els enllaços químics fosfodièster entre els nucleòtids dels àcids nucleics. Les nucleases poden actuar dins o als extrems de la cadena d'àcid nucleic. Segons el lloc d'acció, en els organismes es troben dos tipus principals de nucleases. Són endonucleases i exonucleases. Les endonucleases tallen nucleòtids del centre de la cadena mentre que les exonucleases tallen nucleòtids dels extrems de la cadena d'àcid nucleic. Les endonucleases són molt importants en la tecnologia de l'ADN recombinant, ja que reconeixen seqüències de bases específiques dins de la cadena d'àcid nucleic i trenquen els enllaços entre nucleòtids.
