Anahtar Fark – Endonükleaz ve Eksonükleaz
Endonükleaz ve eksonükleaz arasındaki farka bakmadan önce, bir nükleazın tam olarak ne olduğunu bilmek önemlidir. Bir nükleaz, nükleik asitlerdeki nükleo titler arasındaki fosfodiester bağlarını parçalayabilen bir enzimdir. Endonükleaz ve eksonükleaz, nükleazların iki sınıflandırmasıdır. Endonükleaz ve eksonükleaz arasındaki temel fark, endonükleazların nükleik asit molekülü içindeki nükleo titler arasındaki bağları koparması, ekzonükleazların ise nükleik asit molekülünün 3' veya 5' uçlarındaki nükleo titler arasındaki bağı koparmasıdır.
Nükleaz nedir?
Bir nükleaz, nükleik asitlerdeki nükleo titler arasındaki fosfodiester bağlarını parçalama yeteneğine sahip bir enzimdir. Nükleotidler arasındaki kimyasal bağları hidrolize ettiği için hidrolaz enzim grubuna aittir. Bu enzim, hücrelerde meydana gelen doğal DNA onarım mekanizmaları ve gen klonlama, rekombinant DNA teknolojisi, RFLP, AFLP, gen dizileme, gen tedavisi, genom haritalama vb. gibi biyoteknolojik süreçlerde gereklidir.
İki ana nükleaz türü vardır: sırasıyla RNA ve DNA monomerleri arasındaki kimyasal bağları harekete geçiren ve kıran ribonükleaz ve deoksiribonükleaz. Nükleazların etki bölgelerine göre ayrıca endonükleaz ve eksonükleaz olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Endonükleazlar, nükleik asitlerin spesifik dizi bölgelerini tanır ve nükleik asitlerin ortasında bulunan nükleo titler arasındaki fosfodiester bağlarını koparır. Eksonükleazlar, nükleik asitlerin uçlarında bulunan nükleo titler arasındaki fosfodiester bağlarını koparır.
Şekil 1: Nükleaz Aktivitesi
Endonükleaz nedir?
Endonükleaz, nükleik asitleri ortadan ayıran bir nükleaz türüdür. Nükleik asidin spesifik nükleotit dizilerini tanır ve nükleo titler arasındaki kimyasal bağları kırar. Spesifik kısıtlama bölgelerini araştırdıkları ve bağı parçaladıkları ve kısıtlama fragmanları ürettikleri için kısıtlama endonükleazları olarak da bilinirler. Bakterilerde ve arkelerde 100'den fazla restriksiyon endonükleazı tanımlanır ve ticari amaçlarla elde edilir.
Kısıtlama endonükleazları biyoteknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Moleküler klonlamada hayati bir rol oynarlar. Çoğu, iki protein alt biriminden oluşan dimerik enzimlerdir. İki protein alt birimi, çift sarmallı DNA'yı sarar ve her iki zinciri her iki taraftan da ayrı ayrı ayırır. Bakterilerde benzersiz tanıma bölgelerine sahip yüzlerce tür kısıtlama endonükleazı vardır. Kısıtlamadaki yüksek özgüllükleri nedeniyle, yalnızca belirli dizilerde bölünürler. Bu nedenle, rekombinant DNA teknolojisinde oldukça faydalı moleküler araçlar olarak kabul edilirler. Kısıtlama endonükleazları olmadan rekombinant DNA molekülünün üretimi mümkün değildir. Rekombinant DNA molekülünün oluşturulması, çoğu moleküler biyolojik teknolojinin temel adımıdır.
Kısıtlama endonükleazlarıyla benzersiz dizi tanımayı anlamak için aşağıdaki örnek okuyuculara yardımcı olacaktır.
Bam HI, DNA molekülünde aşağıdaki kısıtlama bölgesini arayan bir kısıtlama endonükleazıdır (site kırmızı harflerle gösterilmiştir).
Bam HI, nükleik asidi kısıtlama bölgesinden ayırdığında, aşağıdaki iki parçayı üretir.
EcoRI, rekombinant DNA teknolojisinde oldukça yararlı olan başka bir restriksiyon endonükleazıdır, şekil 2'de gösterildiği gibi spesifik restriksiyon tanıma bölgesine etki eder ve DNA'yı parçalar.
Şekil 2: EcoRI
Eksonükleaz nedir?
Eksonükleaz, nükleik asit zincirlerinin 3' veya 5' uçlarındaki nükleo titler arasındaki kimyasal bağları parçalayan bir nükleaz enzimidir. Zincirin sonundaki tek nükleotidleri kırar ve fosfat gruplarını suya aktararak nükleozidler üretir. Eksonükleazlar arkelerde, bakterilerde ve ökaryotlarda bulunur. E coli'de DNA polimerleri 1, 2 ve 3 dahil olmak üzere 17 farklı eksonükleaz mevcuttur. Birkaç DNA polimerazı 3' ila 5' eksonükleaz düzeltme okuma aktivitesi sergiler.
Eksonükleazlar DNA onarımında, genetik rekombinasyonda, mutasyon oluşumunun önlenmesinde, genom stabilizasyonunda vb. önemlidir.
Şekil 3: RecBCD of E Coli'nin eksonükleaz etkisi
Endonükleaz ve Eksonükleaz arasındaki fark nedir?
Endonükleaz ve Eksonükleaz |
|
| Endonükleaz, nükleik asit molekülü içindeki nükleo titler arasındaki bağları parçalayan bir tür nükleaz enzimidir. | Eksonükleaz, nükleik asit molekülünün 3' veya 5' uçlarındaki nükleo titler arasındaki bağı parçalayan bir tür nükleaz enzimidir. |
| Son Ürünler | |
| Endonükleazlar, oligonükleotid kısıtlama parçaları üretir | Eksonükleo titler nükleositler üretir |
| Fonksiyon | |
| Fosfodiester bağlarını kırarlar ve kısıtlama parçaları üretirler. Ama nükleotidleri birer birer yok ederler. | Nükleik asitlerin uçlarından nükleo titleri tek tek çıkarırlar. |
| Örnekler | |
| Örnekler arasında Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I,bulunur | Örnekler arasında Ekzonükleaz I, Ekzonükleaz III, RecBCD (Eksonükleaz V), RecJ eksonükleaz, Ekzonükleaz VIII/RecE, Ekzonükleaz IX, Eksonükleaz T, Ekzonükleaz X vb. bulunur. |
Özet – Endonükleaz ve Eksonükleaz
Nükleazlar, nükleik asitlerin nükleo titleri arasındaki fosfodiester kimyasal bağlarının kırılmasından sorumludur. Nükleazlar, nükleik asit zincirinin içinde veya uçlarında etki edebilir. Etki yerine göre, organizmalarda iki ana nükleaz türü bulunur. Bunlar endonükleaz ve eksonükleazdır. Endonükleazlar, nükleo titleri zincirin ortasından ayırırken eksonükleazlar, nükleo titleri nükleik asit zincirinin uçlarından ayırır. Endonükleazlar, nükleik asit zinciri içindeki spesifik baz dizilerini tanıdıkları ve nükleo titler arasındaki bağları kopardıkları için rekombinant DNA teknolojisinde oldukça önemlidir.
