Diferença entre endonuclease e exonuclease

Diferença de chave - Endonuclease vs Exonuclease
 

Antes de observar a diferença entre endonuclease e exonuclease, é importante saber exatamente o que é uma nuclease. Uma nuclease é uma enzima capaz de clivar ligações fosfodiéster entre nucleotídeos em ácidos nucleicos. Endonuclease e exonuclease são duas classificações de nucleases. A principal diferença entre endonuclease e exonuclease é que endonucleases clivam as ligações entre nucleotídeos dentro da molécula de ácido nucleico, enquanto exonucleases clivam a ligação entre nucleotídeos nas extremidades 3 'ou 5' da molécula de ácido nucleico.

CONTEÚDO
1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é um Nuclease
3. O que é uma endonuclease
4. O que é uma exonuclease
5. Comparação Lado a Lado - Endonuclease vs Exonuclease
6. Resumo

O que é um Nuclease?

Uma nuclease é uma enzima que tem a capacidade de clivar ligações fosfodiéster entre nucleotídeos em ácidos nucleicos. Pertence ao grupo da enzima hidrolase, uma vez que hidrolisa as ligações químicas entre os nucleotídeos. Esta enzima é essencial para mecanismos naturais de reparo de DNA que ocorrem nas células e em processos biotecnológicos, como clonagem de genes, tecnologia de DNA recombinante, RFLP, AFLP, seqüenciamento de genes, terapia gênica, mapeamento de genoma etc..

Existem dois tipos principais de nucleases: ribonuclease e desoxirribonuclease, que atuam e quebram as ligações químicas entre monômeros de RNA e DNA, respectivamente. De acordo com o local de ação das nucleases, elas são posteriormente categorizadas em dois grupos, a saber, endonuclease e exonuclease. As endonucleases reconhecem regiões de sequência específicas dos ácidos nucleicos e clivam as ligações fosfodiéster entre os nucleotídeos que estão localizados no meio dos ácidos nucleicos. As exonucleases cortam ligações fosfodiéster entre nucleotídeos que estão localizados nas extremidades dos ácidos nucleicos.

Figura 1: Atividade Nuclease

O que é uma endonuclease?

A endonuclease é um tipo de nucleases que cliva os ácidos nucleicos do meio. Reconhece sequências nucleotídicas específicas de ácido nucleico e quebra as ligações químicas entre nucleotídeos. Eles também são conhecidos como endonucleases de restrição pois eles pesquisam locais de restrição específicos e cortam a ligação e produzem fragmentos de restrição. Mais de 100 endonucleases de restrição são identificadas em bactérias e arquéias e são obtidas para fins comerciais.

Endonucleases de restrição são amplamente utilizadas em biotecnologia. Eles desempenham um papel vital na clonagem molecular. A maioria deles são enzimas diméricas compostas por duas subunidades de proteínas. Duas subunidades de proteínas envolvem o DNA de fita dupla e separam ambas as fitas de ambos os lados. Existem centenas de tipos de endonucleases de restrição com locais de reconhecimento exclusivos em bactérias. Devido à sua alta especificidade na restrição, eles se dividem apenas em sequências específicas. Portanto, eles são considerados como ferramentas moleculares altamente úteis na tecnologia de DNA recombinante. Sem endonucleases de restrição, a produção da molécula de DNA recombinante não é possível. A criação da molécula de DNA recombinante é o passo básico da maioria das tecnologias biológicas moleculares.

Para entender o reconhecimento de sequência exclusivo por endonucleases de restrição, o exemplo a seguir ajudará os leitores.

Bam HI é uma endonuclease de restrição que pesquisa o seguinte local de restrição na molécula de DNA (o local é mostrado em letras vermelhas).Depois que o Bam HI cliva o ácido nucleico do local de restrição, ele produz os dois fragmentos a seguir.O EcoRI é outra endonuclease de restrição altamente útil na tecnologia de DNA recombinante que atua em seu local específico de reconhecimento de restrição e cliva o DNA, como mostrado na figura 2.

Figura 2: EcoRI

O que é uma exonuclease?

A exonuclease é uma enzima nuclease que cliva ligações químicas entre nucleotídeos nas extremidades 3 'ou 5' das cadeias de ácidos nucleicos. Ele quebra nucleotídeos únicos no final da cadeia e produz nucleosídeos transferindo grupos fosfato para a água. As exonucleases são encontradas em arquéias, bactérias e eucariotos. Em E. coli, existem 17 exonucleases diferentes, incluindo DNA polimeras 1, 2 e 3. Várias polimerases de DNA exibem atividade de revisão de exonucleases 3 'a 5'.

As exonucleases são importantes no reparo do DNA, recombinação genética, prevenção da ocorrência de mutações, estabilização do genoma etc..

Figura 3: Ação da exonuclease do RecBCD de E Coli

Qual é a diferença entre Endonuclease e Exonuclease?

Endonuclease vs Exonuclease
A endonuclease é um tipo de enzima nuclease que cliva as ligações entre nucleotídeos na molécula de ácido nucleico.	Exonuclease é um tipo de enzima nuclease que cliva a ligação entre nucleotídeos nas extremidades 3 'ou 5' da molécula de ácido nucleico.
Produtos finais
Endonucleases produzem fragmentos de restrição de oligonucleotídeos	Exonucleotídeos produzem nucleosídeos
Função
Eles quebram as ligações fosfodiéster e produzem fragmentos de restrição. Mas eles removem os nucleotídeos um a um.	Eles removem os nucleotídeos um a um das extremidades dos ácidos nucleicos.
Exemplos
Exemplos incluem Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I,	Exemplos incluem Exonuclease I, Exonuclease III, RecBCD (Exonuclease V), RecJ exonuclease, Exonuclease VIII / RecE, Exonuclease IX, Exonuclease T, Exonuclease X etc.

Resumo - Endonuclease vs Exonuclease

As nucleases são responsáveis ​​por quebrar as ligações químicas fosfodiéster entre os nucleotídeos dos ácidos nucleicos. As nucleases podem atuar dentro ou nas extremidades da cadeia de ácido nucleico. De acordo com o local da ação, dois tipos principais de nucleases são encontrados nos organismos. São endonuclease e exonuclease. Endonucleases clivam nucleotídeos do meio da cadeia, enquanto exonucleases clivam nucleotídeos das extremidades da cadeia de ácido nucleico. As endonucleases são altamente importantes na tecnologia do DNA recombinante, pois reconhecem seqüências de bases específicas na cadeia de ácidos nucleicos e quebram as ligações entre os nucleotídeos.

Referência:
1. ”Enzima de restrição.” Enzima de restrição | Artigos de acesso aberto | Revistas de acesso aberto | Anais da Conferência | Editores Autores Revisores | eventos científicos. N.p., n.d. Rede. 11 Mar. 2017
2.Pingoud, Alfred e Albert Jeltsch. "Estrutura e função das endonucleases de restrição tipo II". Pesquisa de ácidos nucléicos. Oxford University Press, 15 de setembro de 2001. Web. 11 Mar. 2017
3.Lovett, Susan T. "As exonucleases de DNA de Escherichia coli". EcoSal Plus. Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA, dezembro de 2011. Web. 11 Mar. 2017

Cortesia da imagem:
1. ”enzima de restrição Eco RI” Por Tinastella - Trabalho próprio (Domínio Público) via Commons Wikimedia
2. ”HR RecBCD RecA” Por Emw2012 - Trabalho próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia