Differenza chiave: endonucleasi vs esonucleasi
Prima di esaminare la differenza tra endonucleasi ed esonucleasi, è importante sapere cos'è esattamente una nucleasi. Una nucleasi è un enzima in grado di scindere i legami fosfodiestere tra i nucleotidi negli acidi nucleici. Endonucleasi ed esonucleasi sono due classificazioni di nucleasi. Il differenza fondamentale tra endonucleasi ed esonucleasi è quello le endonucleasi fendono i legami tra i nucleotidi all'interno della molecola di acido nucleico mentre le esonucleasi fendono il legame tra i nucleotidi alle estremità 3' o 5' della molecola di acido nucleico.
Cos'è una nucleasi?
Una nucleasi è un enzima che ha la capacità di scindere i legami fosfodiestere tra i nucleotidi negli acidi nucleici. Appartiene al gruppo enzimatico dell'idrolasi poiché idrolizza i legami chimici tra i nucleotidi. Questo enzima è essenziale per i meccanismi naturali di riparazione del DNA che si verificano nelle cellule e nei processi biotecnologici come clonazione genica, tecnologia del DNA ricombinante, RFLP, AFLP, sequenziamento genico, terapia genica, mappatura del genoma ecc.
Ci sono due tipi principali di nucleasi: la ribonucleasi e la desossiribonucleasi, che agiscono e rompono i legami chimici tra i monomeri di RNA e DNA, rispettivamente. Secondo il sito di azione delle nucleasi, sono ulteriormente classificate in due gruppi: endonucleasi ed esonucleasi. Le endonucleasi riconoscono specifiche regioni di sequenza degli acidi nucleici e scindono i legami fosfodiestere tra i nucleotidi che si trovano nel mezzo degli acidi nucleici. Le esonucleasi scindono i legami fosfodiestere tra i nucleotidi che si trovano alle estremità degli acidi nucleici.
Figura 1: Attività nucleare
Cos'è un'endonucleasi?
L'endonucleasi è un tipo di nucleasi che scinde gli acidi nucleici dal centro. Riconosce specifiche sequenze nucleotidiche di acido nucleico e rompe i legami chimici tra i nucleotidi. Sono anche conosciuti come endonucleasi di restrizione poiché ricercano siti di restrizione specifici e scindono il legame e producono frammenti di restrizione. Più di 100 endonucleasi di restrizione sono identificate in batteri e archei e sono ottenute per scopi commerciali.
Le endonucleasi di restrizione sono ampiamente utilizzate nelle biotecnologie. Svolgono un ruolo fondamentale nella clonazione molecolare. La maggior parte di essi sono enzimi dimerici composti da due subunità proteiche. Due subunità proteiche avvolgono il DNA a doppio filamento e separano entrambi i filamenti da entrambi i lati. Esistono centinaia di tipi di endonucleasi di restrizione con siti di riconoscimento unici nei batteri. A causa della loro elevata specificità nella restrizione, si scindono solo in sequenze specifiche. Pertanto, sono considerati strumenti molecolari altamente utili nella tecnologia del DNA ricombinante. Senza endonucleasi di restrizione, la produzione di molecole di DNA ricombinante non è possibile. La creazione della molecola di DNA ricombinante è il passaggio fondamentale della maggior parte delle tecnologie biologiche molecolari.
Per comprendere il riconoscimento di sequenze univoche da parte delle endonucleasi di restrizione, il seguente esempio aiuterà i lettori.
Bam HI è un'endonucleasi di restrizione che ricerca il seguente sito di restrizione nella molecola di DNA (il sito è mostrato in lettere rosse).
Una volta che Bam HI ha scisso l'acido nucleico dal sito di restrizione, produce i due frammenti seguenti.
EcoRI è un' altra endonucleasi di restrizione molto utile nella tecnologia del DNA ricombinante che agisce sul suo sito specifico di riconoscimento della restrizione e scinde il DNA come mostrato nella figura 2.
Figura 2: EcoRI
Cos'è un'esonucleasi?
L'esonucleasi è un enzima nucleasico che scinde i legami chimici tra i nucleotidi alle estremità 3' o 5' delle catene di acidi nucleici. Rompe i singoli nucleotidi all'estremità della catena e produce nucleosidi trasferendo i gruppi fosfato nell'acqua. Le esonucleasi si trovano negli archaea, nei batteri e negli eucarioti. In E coli sono presenti 17 diverse esonucleasi, comprese le DNA polimerasi 1, 2 e 3. Diverse DNA polimerasi esibiscono un'attività di correzione delle bozze dell'esonucleasi da 3' a 5'.
Le esonucleasi sono importanti nella riparazione del DNA, nella ricombinazione genetica, nella prevenzione del verificarsi di mutazioni, nella stabilizzazione del genoma, ecc.
Figura 3: Azione esonucleasica di RecBCD di E Coli
Qual è la differenza tra endonucleasi ed esonucleasi?
Endonucleasi vs Esonucleasi |
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| L'endonucleasi è un tipo di enzima nucleasico che scinde i legami tra i nucleotidi all'interno della molecola di acido nucleico. | L'esonucleasi è un tipo di enzima nucleasico che scinde il legame tra i nucleotidi alle estremità 3' o 5' della molecola di acido nucleico. |
| Prodotti finali | |
| Le endonucleasi producono frammenti di restrizione di oligonucleotidi | Gli esonucleotidi producono nucleosidi |
| Funzione | |
| Rompono i legami fosfodiestere e producono frammenti di restrizione. Ma rimuovono a punti i nucleotidi uno per uno. | Rimuovono i nucleotidi uno ad uno dalle estremità degli acidi nucleici. |
| Esempi | |
| Esempi includono Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Esempi includono esonucleasi I, esonucleasi III, RecBCD (esonucleasi V), esonucleasi RecJ, esonucleasi VIII/RecE, esonucleasi IX, esonucleasi T, esonucleasi X ecc. |
Riepilogo – Endonucleasi vs Esonucleasi
Le nucleasi sono responsabili della rottura dei legami chimici fosfodiestere tra i nucleotidi degli acidi nucleici. Le nucleasi possono agire all'interno o alle estremità della catena dell'acido nucleico. Secondo il sito d'azione, negli organismi si trovano due tipi principali di nucleasi. Sono endonucleasi ed esonucleasi. Le endonucleasi tagliano i nucleotidi dal centro della catena mentre le esonucleasi tagliano i nucleotidi dalle estremità della catena dell'acido nucleico. Le endonucleasi sono molto importanti nella tecnologia del DNA ricombinante poiché riconoscono sequenze di basi specifiche all'interno della catena dell'acido nucleico e rompono i legami tra i nucleotidi.
