Nucleasen spelen een onmisbare rol in de recombinant-DNA-technologie, genetica en genetische manipulatie. Vanwege hun vermogen om DNA-segmenten te knippen, hebben nucleasen verschillende praktische toepassingen. Endonuclease en exonuclease zijn twee van dergelijke soorten nucleasen. Hoewel ze verward zijn omdat ze hetzelfde betekenen, hebben endonuclease en exonuclease verschillende kenmerken om te bewijzen dat ze verschillend zijn.
Endonuclease versus exonuclease
Het verschil tussen endonuclease en exonuclease is dat een endonuclease een groep enzymen is die DNA-segmenten van de binnenkant knipt. Aan de andere kant knippen exonuclease-enzymen DNA-segmenten van de uiteinden. Bovendien hebben endonuclease-enzymen kleverige of stompe uiteinden. Daarentegen hebben exonuclease-enzymen plakkerige uiteinden.
Endonuclease verwijst naar de groep enzymen die in de polynucleotideketen wordt gevonden en die de fosfodiesterbinding splitst. Restrictie-endonuclease is een van de meest voorkomende vormen van het endonuclease. Zijn functie is om het DNA-segment op zijn herkenningsplaats te knippen. Wat nog belangrijker is, endonuclease-enzymen knippen het DNA-segment vanaf de binnenkant.
Exonucleasen verwijzen naar de groep enzymen die functioneren door nucleotiden één voor één van het Exo (uiteinde) van een polynucleotideketen te knippen. Het heeft het potentieel om zowel DNA als RNA te knippen. De meest essentiële toepassing van exonuclease is om te helpen bij DNA-herstel. Belangrijker is dat exonuclease-enzymen DNA-segmenten van de uiteinden knippen.
Vergelijkingstabel tussen endonuclease en exonuclease
| Parameters van vergelijking: | endonuclease | exonuclease |
| Definitie | Endonuclease verwijst naar de groep enzymen die de DNA-segmenten van binnenuit knippen. | Exonuclease verwijst naar de groep enzymen die het DNA-segment van de uiteinden afsnijden. |
| Vertragingsperiode | Endonucleasen, zoals het restrictie-endonuclease, ervaren een vertragingsperiode voordat ze hun specifieke taak uitvoeren. | Bij exonucleasen is er geen lag-periode vóór het begin van hun specifieke taak. |
| Resulteert in | De splitsing van DNA-segmenten resulteert in oligonucleotiden. | Het splitsen van DNA-segmenten resulteert in nucleosiden. |
| Functie | Endonuclease-enzymen spelen een rol bij de verdediging omdat ze de toegang van ziekteverwekkers voorkomen. | Exonucleases missen enige defensieve functies. |
| Gratis Einde | Endonuclease-enzymen hebben geen vrije 3'- en 5'-uiteinden nodig om hun functies uit te voeren. | Exonucleasen hebben vrije uiteinden nodig voor het begin van hun specifieke taken. |
Wat is endonuclease?
Endonuclease verwijst naar de groep enzymen die in de polynucleotideketen wordt gevonden en die de fosfodiesterbinding splitst. Sommige endonuclease-enzymen, bijvoorbeeld deoxyribonuclease I, knippen het desoxyribonucleïnezuur af zonder rekening te houden met de volgorde. Aan de andere kant splitsen de meeste endonuclease-enzymen zich op zeer specifieke nucleotidesequenties. Bovendien worden ze ook restrictie-enzymen genoemd.
Een van de meest vitale groepen van endonucleasen zijn de restrictie-enzymen. De restrictie-enzymen hebben drie categorieën op basis van hun werkingsmechanisme: Type I, Type II en Type III. Een praktische toepassing van deze enzymen is genetische manipulatie. Bovendien zijn er honderden restrictie-endonucleasen en elk van hen neemt de leiding over het aanvallen van een specifieke site.
Bacteriële cellen zijn de natuurlijke bron van restrictie-endonuclease. Bovendien zijn de uiteinden van endonucleasen stomp of plakkerig. Een voorbeeld van een beroemd endonuclease is Cas9. Andere voorbeelden van endonucleasen zijn BamHI, Deoxyribonuclease I en EcoRI.
Endonucleasen zijn om verschillende redenen van vitaal belang. Een van de meest prominente redenen is echter hun vermogen om beschadigde DNA-cellen precies te repareren. Dit helpt op zijn beurt om verdere schade aan de andere enzymen te voorkomen. Afgezien hiervan hebben sommige endonuclease-enzymen een defensieve functie. Zo voorkomen ze het binnendringen van sommige ziekteverwekkers.
Wat is exonuclease?
Exonucleasen verwijzen naar de groep enzymen die functioneren door nucleotiden één voor één van het Exo (uiteinde) van een polynucleotideketen te knippen. Deze enzymen knippen het nucleotide op een bepaald moment van de 3' of de 5'. Bovendien dient exonuclease als een hydrolyserend enzym. Ze bestaan uit een groot aantal biochemisch en structureel gekarakteriseerde enzymen die uiteenlopende eigenschappen bezitten.
De uitgebreide kennis van endonuclease-enzymen is het resultaat van een gestructureerde karakterisering van de bacterie E. coli. In een enkele E. coli-cel zijn er meer dan 20 verschillende activiteiten van het exonuclease. Exonuclease wordt gevonden in mensen, bacteriën, dieren en insecten. Interessant is dat het gif van hagedissen en slangen bestaat uit exonuclease-enzymen.
Exonuclease-enzymen spelen een vitale rol in het cellulaire metabolisme en onderhoud. Bovendien zijn ze cruciale aspecten van genoomstabiliteit omdat ze het DNA van vrije uiteinden knippen. Exonucleasen kunnen ook een rol spelen bij het repareren van beschadigde DNA-cellen. Ze hebben echter geen defensieve functie. Als gevolg hiervan kunnen exonucleasen inefficiënt zijn voor bescherming tegen pathogenen.
Exonucleasen missen gewoonlijk specifieke aandacht voor sequentie. Het zijn dus niet-specifieke enzymen. Enkele voorbeelden van exonuclease-enzymen zijn hagedissengif en exonuclease I. In het geval van exonuclease-enzymen is de lag-periode vóór activiteit afwezig. Concluderend zijn exonucleasen een groep enzymen die veelzijdige functies vervullen.
Belangrijkste verschillen tussen endonuclease en exonuclease
Gevolgtrekking
De definitie, lag-periode, splitsing, uiteinden en specificiteit van endonuclease en exonuclease bewijzen dus dat ze verschillend zijn. Endonuclease-enzymen zijn sequentiespecifiek. Als gevolg hiervan beginnen ze pas met hun werk als ze hun exacte herkenningssite hebben gevonden. Exonucleasen daarentegen werken willekeurig. Ze hebben dus geen specifieke aandacht voor volgorde.
De belangrijkste functie van endonuclease is het binnendringen van bepaalde pathogenen te voorkomen. Echter, exonuclease-enzymen spelen geen rol bij de verdediging. Niettemin spelen ze een vitale rol bij het cellulaire metabolisme en onderhoud. Concluderend zijn zowel endonuclease als exonuclease specifiek in hun functies, kenmerken en eigenschappen.
