Mahalagang Pagkakaiba – Endonuclease kumpara sa Exonuclease
Bago tingnan ang pagkakaiba sa pagitan ng endonuclease at exonuclease, mahalagang malaman kung ano talaga ang nuclease. Ang nuclease ay isang enzyme na may kakayahang magtanggal ng mga phosphodiester bond sa pagitan ng mga nucleotide sa mga nucleic acid. Ang Endonuclease at exonuclease ay dalawang klasipikasyon ng mga nucleases. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng endonuclease at exonuclease ay ang mga endonucleases ay naghihiwalay sa mga bono sa pagitan ng mga nucleotide sa loob ng nucleic acid molecule samantalang ang mga exonucleases ay nagdurugtong sa pagitan ng mga nucleotide sa 3’ o 5’ na dulo ng nucleic acid molecule.
Ano ang Nuclease?
Ang nuclease ay isang enzyme na may kakayahang maghiwalay ng mga phosphodiester bond sa pagitan ng mga nucleotide sa mga nucleic acid. Ito ay kabilang sa hydrolase enzyme group dahil na-hydrolyze nito ang mga kemikal na bono sa pagitan ng mga nucleotide. Ang enzyme na ito ay mahalaga para sa natural na DNA repairing mechanisms na nagaganap sa mga cell at sa biotechnological na proseso gaya ng gene cloning, recombinant DNA technology, RFLP, AFLP, gene sequencing, gene therapy, genome mapping atbp.
Mayroong dalawang pangunahing uri ng mga nucleases: ribonuclease at deoxyribonuclease, na kumikilos at sumisira sa mga kemikal na bono sa pagitan ng mga monomer ng RNA at DNA, ayon sa pagkakabanggit. Ayon sa site ng pagkilos ng mga nucleases, sila ay higit na nakategorya sa dalawang grupo na ang endonuclease at exonuclease. Kinikilala ng mga endonucleases ang mga tiyak na rehiyon ng pagkakasunud-sunod ng mga nucleic acid at pinuputol ang mga bono ng phosphodiester sa pagitan ng mga nucleotide na matatagpuan sa gitna ng mga nucleic acid. Ang mga exonucleases ay pumuputol sa mga bono ng phosphodiester sa pagitan ng mga nucleotide na matatagpuan sa mga dulo ng mga nucleic acid.
Figure 1: Aktibidad ng Nuclease
Ano ang Endonuclease?
Ang Endonuclease ay isang uri ng mga nucleases na humihiwalay sa mga nucleic acid mula sa gitna. Kinikilala nito ang mga tiyak na pagkakasunud-sunod ng nucleotide ng nucleic acid at sinisira ang mga bono ng kemikal sa pagitan ng mga nucleotide. Kilala rin ang mga ito bilang restriction endonucleases dahil naghahanap sila ng mga partikular na lugar ng paghihigpit at pinuputol ang bono at gumagawa ng mga fragment ng paghihigpit. Mahigit sa 100 restriction endonucleases ang natukoy sa bacteria at archaea at nakukuha para sa komersyal na layunin.
Restriction endonucleases ay malawakang ginagamit sa biotechnology. Sila ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa molecular cloning. Karamihan sa kanila ay mga dimeric na enzyme na binubuo ng dalawang subunit ng protina. Dalawang subunit ng protina ang bumabalot sa double-stranded na DNA at hiwalay na pinaghiwa-hiwalay ang magkabilang hibla mula sa magkabilang panig. Mayroong daan-daang uri ng restriction endonucleases na may natatanging mga site ng pagkilala sa bacteria. Dahil sa kanilang mataas na pagtitiyak sa paghihigpit, sila ay pumuputol lamang sa mga tiyak na pagkakasunud-sunod. Samakatuwid, ang mga ito ay itinuturing na lubos na kapaki-pakinabang na mga tool sa molekular sa recombinant na teknolohiya ng DNA. Kung walang restriction endonucleases, hindi posible ang paggawa ng recombinant DNA molecule. Ang paglikha ng recombinant na molekula ng DNA ay ang pangunahing hakbang ng karamihan sa mga molecular biological na teknolohiya.
Upang maunawaan ang natatanging sequence recognition sa pamamagitan ng restriction endonucleases, ang sumusunod na halimbawa ay makakatulong sa mga mambabasa.
Ang Bam HI ay isang restriction endonuclease na naghahanap sa sumusunod na restriction site sa DNA molecule (ang site ay ipinapakita sa mga pulang letra).
Kapag natanggal ng Bam HI ang nucleic acid mula sa restriction site, nagagawa nito ang sumusunod na dalawang fragment.
Ang EcoRI ay isa pang restriction endonuclease na lubos na kapaki-pakinabang sa recombinant DNA technology na kumikilos sa partikular nitong restriction recognition site at pinuputol ang DNA gaya ng ipinapakita sa figure 2.
Figure 2: EcoRI
Ano ang Exonuclease?
Ang Exonuclease ay isang nuclease enzyme na naghihiwalay ng mga kemikal na bono sa pagitan ng mga nucleotide sa 3’ o 5’ na dulo ng mga chain ng nucleic acid. Sinisira nito ang mga solong nucleotide sa dulo ng kadena at gumagawa ng mga nucleoside sa pamamagitan ng paglilipat ng mga grupo ng pospeyt sa tubig. Ang mga exonucleases ay matatagpuan sa archaea, bacteria, at eukaryotes. Sa E coli, mayroong 17 iba't ibang exonucleases na naroroon kabilang ang DNA polymeras 1, 2 at 3. Maraming DNA polymerase ang nagpapakita ng 3' hanggang 5' exonuclease proofreading activity.
Ang mga exonucleases ay mahalaga sa pag-aayos ng DNA, genetic recombination, pag-iwas sa paglitaw ng mutations, genome stabilization atbp.
Figure 3: Exonuclease action ng RecBCD ng E Coli
Ano ang pagkakaiba ng Endonuclease at Exonuclease?
Endonuclease vs Exonuclease |
|
| Ang Endonuclease ay isang uri ng nuclease enzymes na naghihiwalay sa mga bono sa pagitan ng mga nucleotide sa loob ng nucleic acid molecule. | Ang Exonuclease ay isang uri ng nuclease enzymes na naghihiwalay sa bono sa pagitan ng mga nucleotide sa 3’ o 5’ na dulo ng nucleic acid molecule. |
| Mga End-Product | |
| Ang mga endonucleases ay gumagawa ng mga fragment ng paghihigpit ng oligonucleotide | Exonucleotides ay gumagawa ng mga nucleoside |
| Function | |
| Binisira nila ang mga phosphodiester bond at gumagawa ng mga restriction fragment. Ngunit isa-isa nilang tinatanggal ang mga nucleotide. | Isa-isa nilang inaalis ang mga nucleotide sa dulo ng mga nucleic acid. |
| Mga Halimbawa | |
| Kabilang sa mga halimbawa ang Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Kabilang sa mga halimbawa ang Exonuclease I, Exonuclease III, RecBCD (Exonuclease V), RecJ exonuclease, Exonuclease VIII/RecE, Exonuclease IX, Exonuclease T, Exonuclease X atbp. |
Buod – Endonuclease vs Exonuclease
Ang mga nucleases ay may pananagutan sa pagsira ng phosphodiester chemical bonds sa pagitan ng mga nucleotide ng mga nucleic acid. Ang mga nucleases ay maaaring kumilos sa loob o sa mga dulo ng chain ng nucleic acid. Ayon sa site ng pagkilos, dalawang pangunahing uri ng mga nucleases ang matatagpuan sa mga organismo. Ang mga ito ay endonuclease at exonuclease. Ang mga endonucleases ay naghihiwa ng mga nucleotide mula sa gitna ng kadena habang ang mga exonucleases ay naghihiwa ng mga nucleotide mula sa mga dulo ng kadena ng nucleic acid. Napakahalaga ng mga endonucleases sa teknolohiya ng recombinant na DNA dahil kinikilala nila ang mga partikular na base sequence sa loob ng chain ng nucleic acid at sinisira ang mga bono sa pagitan ng mga nucleotide.
