ההבדל העיקרי - אנדו -נוקליז מול אקסנוקלאז

גרעינים הם סוג של הידרוליזות המפרקות את קשרי הפוספודיאסטר בין הנוקלאוטידים בחומצות הגרעין, הן ה- DNA והן ה- RNA. ניתן לחלק את הגרעינים לשני סוגים בהתבסס על סוג חומצת הגרעין המצע שעליו הם עובדים: ריבונוקלאזים ודאוקסיריבונוקלאזים. ריבונוקלאז פועל על RNA ואילו דיאוקסיריבונוקלאז פועל על DNA. ניתן לחלק את הגרעינים לשניים כאנדו -נוקליזות ואקס -נוקלאזות. ה ההבדל העיקרי בין אנדו -נוקליזות לאקס -נוקליזות זה האנדו -נוקליז בוקע את קווצת חומצת הגרעין באמצע ואילו האקסו -נוקלאז מבקע את קווצות חומצת הגרעין מהקצוות. התפקיד העיקרי של הגרעינים בתוך התא הוא לקחת חלק במנגנוני תיקון ה- DNA.

אזורי מפתח מכוסים

1. מהי אנדו -נוקליז - הגדרה, מאפיינים, פונקציה 2. מהו אקסנוקלאז - הגדרה, מאפיינים, פונקציה 3. מה הדמיון בין אנדו -נוקליז לאקס -נוקלאז - מתווה של תכונות נפוצות 4. מה ההבדל בין אנדונוקלאז לאקסונוקליז - השוואה בין הבדלים מרכזיים

מונחי מפתח: DNA, תיקון DNA, אנדו -נוקלאז, אקס -נוקלאז, הגבלת אנדו -גרעינים, אתר הגבלה, RNA

מהי אנדו -נוקליז

אנדו -נוקליז הוא סוג של הידרולאז המפרק חומצות גרעין באמצע. הפעולה של אנדו -נוקליזות עלולה לגרום לשניים או יותר של חומצות גרעין. אנדו -נוקליזות מסוגלות לפעול הן על ה- DNA והן על ה- RNA. המחשוף של כמה אנדו-נוקליזות כגון deoxyribonucleases (DNases) אינו ספציפי. עם זאת, אנדו -נוקליזות רבות מבקעות את רצפי הנוקלאוטיד היעד באופן ספציפי. סוג זה של אנדונוקלאזות ספציפיות נקרא הגבלת אנדו -נוקליזות. הם מסוגלים לזהות רצף ספציפי של גדיל חומצת הגרעין. לפיכך, אנדונוקלאזות הגבלה אלה עוברות תקופת השהיה לפני פעולתן על חומצת הגרעין, וסורקות אחר רצף הנוקלאוטיד הספציפי. רצף נוקלאוטיד ספציפי זה נקרא אתר ההגבלה.

איור 1: הפעולה של הינד השלישי

אתר הגבלה אופייני הוא רצף פלינדרומי של ארבעה עד שישה נוקלאוטידים. אנדו-נוקליזות מגבלה רבות מבקעות קווצות DNA, ומשאירות קצוות חד-גדילים נקראים קצוות דביקים. בהנדסה גנטית, סוג זה של אנדו -נוקלאזות הגבלה נמצא בשימוש נרחב לייצור DNA רקומביננטי על ידי קשירת גדילים שונים של רצועות DNA ביחד. מתילציה של DNA באורגניזמים גבוהים יותר מונעת את הפעולה של אנדו -נוקליזות על הגנום שלהם. עם זאת, ל- DNA הפרוקריוטי אין מתילציה. לכן, ניתן לפגוע בקלות ב- DNA פרוקריוטי בתוך מארח אוקריוטי לצורך מחשוף. היווצרות הקצה הדביק על ידי פעולת האנדו -נוקליז הגבלה, הינד III מוצג באיור 1.

מהו אקסנוקלאז

אקסנוקלאז הוא סוג של הידרוליזות המפרקות את שרשרת חומצת הגרעין בקצהו. אקסנוקלאזות מסירות נוקלאוטידים בזה אחר זה משרשרת חומצת הגרעין על ידי הידרוליזת קשרי הפוספודיאסטר בקצות 3 'או 5'. ניתן לזהות שלושה סוגים של אקסנוקלאזות הן בפרוקריוטים והן באיקריוטים. הם אקסו-נוקלאז של 5 'עד 3', אקסו-נוקליזות של 3 'עד 5' ופולי-א-ספציפי 3 'עד 5' אקס-נוקלאזות. לכל שלושת הסוגים יש תפקיד במחזור ה- mRNA. ה- E.coli DNA פולימראז III, המזרז את הוספת הנוקלאוטידים לגדיל הגדל במהלך שכפול ה- DNA הפרוקריוטי, מורכב מפעילות אקסונוקלאז 3 עד 5 'ביחידת ה- ε שלה. יחידת המשנה ε מסירה את הנוקלאוטידים המתאימים לקצה שרשרת הצמיחה.

איור 2: תחום אקסונוקלאז 3 עד 5 'של ה- DNA פולימראז I

פעילות האקסונוקלאז 3 עד 5 'של ה- DNA פולימראז III נקראת פעילות הגהה של האנזים. ל- DNA פולימראז I יש גם פעילות אקסו -נוקלאז של 5 'עד 3', כמו גם פעילות אקסו -נוקליז של 3 'עד 5'. פעילות האקסונוקלאז 5 עד 3 'יכולה להסיר עד עשר נוקלאוטידים בכל פעם. אקסנוקלאזות ממלאות תפקיד חיוני בהגהה DNA, תיקון DNA וייצוב ה- DNA. תחום האקסונוקלאז 3 עד 5 'של ה- DNA פולימראז I מוצג באיור 2.

קווי דמיון בין אנדונוקלאז לאקסונוקליז

ההבדל בין אנדונוקלאז לאקסונוקליז

הַגדָרָה

אנדו -נוקליז: אנדונוקלאז מתייחס לאנזים שחותך את שרשרת הפולינוקלאוטידים המפרידה בין נוקלאוטידים שאינם שני הקצוות.

אקסנוקלאז: אקסנוקלאז מתייחס לאנזים המפרק את שרשרת הפולינוקלאוטידים מקצה השרשרת על ידי הסרת הנוקלאוטידים בזה אחר זה.

מנגנון הפעולה

אנדו -נוקליז: אנדו -נוקליזות חותכות חומצות גרעין באמצע חומצות הגרעין.

אקסנוקלאז: אקסו -נוקליזות מבקעות חומצות גרעין בקצותיהן.

שלב השהיה

אנדו -נוקליז: אנדו -נוקליזות הגבלה עוברות תקופת השהיה לפני פעילותן.

אקסנוקלאז: ל- Exonuclease אין תקופת השהיה לפני פעילותם.

תוצאות

אנדו -נוקליז: אנדו -נוקליזות גורמות לאוליגנוקלאוטידים.

אקסנוקלאז: אקסונוקלאזות גורמות לנוקלאוטידים בודדים או לנוקלאוזידים.

קצוות בוטים/דביקים

אנדו -נוקליז: אנדו -נוקליזות עלולות ליצור קצוות בוטים או קצוות דביקים.

אקסנוקלאז: אקסנוקלאזות יוצרות קצוות דביקים.

תַפְקִיד

אנדו -נוקליז: אנדונוקלאזות חוסמות את כניסתם של פתוגנים.

אקסנוקלאז: לאקסו -נוקלאזות אין תפקיד משמעותי בחסימת כניסתם של פתוגנים.

דוגמאות

אנדו -נוקליז: DNases, נוקלאז S1 ואנזימי הגבלה כגון Bam H1, Hind III, ו- Eco RI הם דוגמאות לאנדו -נוקליזות.

אקסנוקלאז: ארס נחש, פוספודיאסטראז טחול, תחום אקסו -נוקליז 3 'עד 5' של ה- DNA פולימראז III, פעילות האקסונוקלאז 5 'עד 3' ותחום האקסו -נוקלאז 3 'עד 5' של ה- DNA פולימראז I הם דוגמאות לאקסנונוקלאזות.

סיכום

אנדו -נוקליזות ואקסו -נוקליזות הם שני סוגים של גרעינים, המפרקים חומצות גרעין על ידי הידרוליזת קשרי הפוספודיאסטר בין נוקלאוטידים. אנדו -נוקליזות חותכות את שרשרת הפולינוקלאוטידים באמצע ואילו אקס -נוקלאזות מבקעות את שרשרת הפולינוקלאוטידים בקצותיהן. אנדו -נוקליזות הגבלה הן סוג של אנדו -נוקליזות, החוצצות את שרשרת הפולינוקלאוטידים ברצף ספציפי. אקסנונוקלאזות חשובות בהגהה של ה- DNA המשוכפל. עם זאת, ההבדל העיקרי בין אנדונוקלאז לאקסונוקלאז הוא מקום המחשוף של שרשרת הפולינוקלאוטידים.

התייחסות:

1. מקמהון, מרי ואו וואלאס. "מהו אנדו -נוקליז?" WiseGEEK. תאגיד השערות, 04 ביולי 2017. אינטרנט. זמין פה. 08 באוגוסט 2017. 2. "אקסנוקלאז". ויקיפדיה. קרן ויקימדיה, 01 באוגוסט 2017. אינטרנט. זמין פה. 08 באוגוסט 2017.3. לודיש, הארווי. "מכונות שכפול ה- DNA". ביולוגיה של תאים מולקולריים. מהדורה רביעית. ארה"ב הספרייה הלאומית לרפואה, 01 בינואר 1970. אינטרנט. זמין פה. 08 באוגוסט 2017.

באדיבות התמונה:

1. "אתר הגבלה HindIII וקטור קצוות דביקים" מאת Helixitta-יצירה משלו (CC BY-SA 4.0) באמצעות Commons Wikimedia2. "מבנה פולי I" מאת כריסטופררוסל-Gunther S, Rother K, Frommel C (CC BY-SA 3.0) באמצעות Commons Wikimedia