ความแตกต่างที่สำคัญ – Endonuclease vs Exonuclease
ก่อนที่จะดูความแตกต่างระหว่างเอ็นโดนิวคลีเอสและเอ็กโซนิวคลีเอส สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่านิวคลีเอสคืออะไรกันแน่ นิวคลีเอสเป็นเอนไซม์ที่สามารถแยกพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ระหว่างนิวคลีโอไทด์ในกรดนิวคลีอิก Endonuclease และ exonuclease เป็นสองประเภทของนิวคลีเอส ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง endonuclease และ exonuclease คือ endonucleases แยกพันธะระหว่างนิวคลีโอไทด์ภายในโมเลกุลกรดนิวคลีอิกในขณะที่ exonucleases ตัดพันธะระหว่างนิวคลีโอไทด์ที่ปลาย 3 'หรือ 5' ของโมเลกุลกรดนิวคลีอิก
นิวเคลียสคืออะไร
นิวคลีโอไทด์เป็นเอนไซม์ที่มีความสามารถในการแยกพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ระหว่างนิวคลีโอไทด์ในกรดนิวคลีอิก มันเป็นของกลุ่มเอนไซม์ hydrolase เนื่องจากมันไฮโดรไลซ์พันธะเคมีระหว่างนิวคลีโอไทด์ เอนไซม์นี้จำเป็นสำหรับกลไกการซ่อมแซมดีเอ็นเอตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นในเซลล์และในกระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพ เช่น การโคลนยีน เทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม RFLP, AFLP, การจัดลำดับยีน, การบำบัดด้วยยีน, การทำแผนที่จีโนม เป็นต้น
นิวคลีเอสมีสองประเภทหลัก: ไรโบนิวคลีเอสและดีออกซีไรโบนิวคลีเอสซึ่งทำหน้าที่และทำลายพันธะเคมีระหว่างโมโนเมอร์ของ RNA และ DNA ตามลำดับ ตามตำแหน่งของการกระทำของนิวคลีเอส พวกมันถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่มเพิ่มเติมคือเอนโดนิวคลีเอสและเอ็กโซนิวคลีเอส เอ็นโดนิวคลีเอสรับรู้บริเวณลำดับเฉพาะของกรดนิวคลีอิกและแยกพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ระหว่างนิวคลีโอไทด์ซึ่งอยู่ตรงกลางของกรดนิวคลีอิก Exonucleases แยกพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ระหว่างนิวคลีโอไทด์ซึ่งอยู่ที่ปลายกรดนิวคลีอิก
รูปที่ 1: กิจกรรมนิวเคลียส
เอนโดนิวคลีเอสคืออะไร
เอนโดนิวคลีเอสเป็นนิวคลีเอสชนิดหนึ่งที่แยกกรดนิวคลีอิกออกจากตรงกลาง มันรับรู้ลำดับนิวคลีโอไทด์จำเพาะของกรดนิวคลีอิกและทำลายพันธะเคมีระหว่างนิวคลีโอไทด์ พวกมันยังเป็นที่รู้จักกันในนามเอนโดนิวคลีเอสการจำกัด เนื่องจากพวกมันค้นหาไซต์การจำกัดเฉพาะและแยกพันธะและสร้างชิ้นส่วนการจำกัด มีการระบุเอ็นโดนิวคลีเอสที่มีข้อจำกัดมากกว่า 100 ชนิดในแบคทีเรียและอาร์เคีย และได้มาเพื่อวัตถุประสงค์ทางการค้า
จำกัดเอ็นโดนิวคลีเอสถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในเทคโนโลยีชีวภาพ พวกมันมีบทบาทสำคัญในการโคลนโมเลกุล ส่วนใหญ่เป็นเอนไซม์ไดเมอร์ที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยโปรตีนสองหน่วย หน่วยย่อยโปรตีนสองหน่วยห่อหุ้ม DNA ที่มีเกลียวสองเส้นและแยกออกจากกันทั้งสองด้านมีเอ็นโดนิวคลีเอสการจำกัดหลายร้อยชนิดที่มีตำแหน่งการจดจำเฉพาะในแบคทีเรีย เนื่องจากมีความเฉพาะเจาะจงสูงในการจำกัด พวกมันจึงตัดกันที่ลำดับเฉพาะเท่านั้น ดังนั้นจึงถือเป็นเครื่องมือระดับโมเลกุลที่มีประโยชน์อย่างมากในเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม หากปราศจากการจำกัดเอ็นโดนิวคลีเอส การผลิตโมเลกุลดีเอ็นเอลูกผสมก็เป็นไปไม่ได้ การสร้างโมเลกุลดีเอ็นเอลูกผสมเป็นขั้นตอนพื้นฐานของเทคโนโลยีทางชีววิทยาระดับโมเลกุลส่วนใหญ่
เพื่อให้เข้าใจการจดจำลำดับที่ไม่ซ้ำกันโดยจำกัดเอนโดนิวคลีเอส ตัวอย่างต่อไปนี้จะช่วยผู้อ่าน
Bam HI เป็นเอนโดนิวคลีเอสที่มีข้อจำกัดซึ่งค้นหาไซต์การจำกัดต่อไปนี้ในโมเลกุลดีเอ็นเอ (ไซต์แสดงด้วยตัวอักษรสีแดง)
เมื่อ Bam HI แยกกรดนิวคลีอิกออกจากจุดจำกัด มันจะสร้างชิ้นส่วนสองส่วนต่อไปนี้
EcoRI เป็นเอนโดนิวคลีเอสที่มีข้อจำกัดอีกตัวหนึ่งซึ่งมีประโยชน์อย่างมากในเทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ DNA ทำหน้าที่ในไซต์การจดจำข้อจำกัดเฉพาะและแยก DNA ดังแสดงในรูปที่ 2
รูปที่ 2: EcoRI
เอ็กโซนิวคลีเอสคืออะไร
Exonuclease เป็นเอนไซม์ nuclease ซึ่งแยกพันธะเคมีระหว่างนิวคลีโอไทด์ที่ปลายสายกรดนิวคลีอิก 3' หรือ 5' มันทำลายนิวคลีโอไทด์เดี่ยวที่ปลายสายและผลิตนิวคลีโอไซด์โดยการถ่ายโอนหมู่ฟอสเฟตไปเป็นน้ำ เอ็กโซนิวคลีเอสพบได้ในอาร์เคีย แบคทีเรีย และยูคาริโอตใน E coli มี exonuclease ที่แตกต่างกัน 17 ชนิด รวมถึง DNA polymeras 1, 2 และ 3 DNA polymerase หลายตัวแสดงกิจกรรมการพิสูจน์อักษร exonuclease 3’ ถึง 5’
Exonucleases มีความสำคัญในการซ่อมแซม DNA, การรวมตัวกันของยีน, การป้องกันการเกิดการกลายพันธุ์, การรักษาเสถียรภาพของจีโนมเป็นต้น
รูปที่ 3: การกระทำ Exonuclease ของ RecBCD ของ E Coli
Endonuclease และ Exonuclease ต่างกันอย่างไร
เอนโดนิวคลีเอส vs เอ็กโซนิวคลีเอส |
|
| เอนโดนิวคลีเอสเป็นเอ็นไซม์ชนิดหนึ่งที่แยกพันธะระหว่างนิวคลีโอไทด์ภายในโมเลกุลกรดนิวคลีอิก | Exonuclease เป็นเอนไซม์นิวคลีเอสชนิดหนึ่งที่แยกพันธะระหว่างนิวคลีโอไทด์ที่ปลาย 3 หรือ 5 ของโมเลกุลกรดนิวคลีอิก |
| ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย | |
| เอนโดนิวคลีเอสผลิตชิ้นส่วนจำกัดโอลิโกนิวคลีโอไทด์ | Exonucleotides ผลิตนิวคลีโอไซด์ |
| Function | |
| พวกมันทำลายพันธะฟอสโฟไดสเตอร์และสร้างชิ้นส่วนจำกัด แต่พวกมันก็กำจัดนิวคลีโอไทด์ทีละจุด | พวกมันเอานิวคลีโอไทด์ออกจากปลายกรดนิวคลีอิกทีละตัว |
| ตัวอย่าง | |
| ตัวอย่าง ได้แก่ Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | ตัวอย่าง ได้แก่ Exonuclease I, Exonuclease III, RecBCD (Exonuclease V), RecJ exonuclease, Exonuclease VIII/RecE, Exonuclease IX, Exonuclease T, Exonuclease X เป็นต้น |
สรุป – Endonuclease vs Exonuclease
นิวคลีเอสมีหน้าที่ทำลายพันธะเคมีของฟอสโฟไดสเตอร์ระหว่างนิวคลีโอไทด์ของกรดนิวคลีอิก นิวคลีเอสสามารถทำหน้าที่ภายในหรือที่ปลายสายกรดนิวคลีอิก ตามสถานที่ดำเนินการพบนิวคลีเอสสองประเภทหลักในสิ่งมีชีวิต พวกมันคือเอ็นโดนิวคลีเอสและเอ็กโซนิวคลีเอส เอ็นโดนิวคลีเอสแยกนิวคลีโอไทด์ออกจากกึ่งกลางของสายโซ่ ขณะที่เอ็กโซนิวคลีเอสแยกนิวคลีโอไทด์ออกจากปลายสายกรดนิวคลีอิก เอ็นโดนิวคลีเอสมีความสำคัญอย่างมากในเทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ DNA เนื่องจากพวกมันรับรู้ลำดับเบสเฉพาะภายในสายกรดนิวคลีอิกและทำลายพันธะระหว่างนิวคลีโอไทด์