Nukleasen spielen eine unverzichtbare Rolle in der rekombinanten DNA-Technologie, Genetik und Gentechnik. Aufgrund ihrer Fähigkeit, DNA-Segmente zu schneiden, haben Nukleasen verschiedene praktische Anwendungen.
Key Take Away
- Endonukleasen spalten DNA an spezifischen internen Stellen, während Exonukleasen Nukleotide von den Enden von DNA- oder RNA-Molekülen entfernen.
- Endonukleasen spielen eine entscheidende Rolle bei der DNA-Reparatur und -Rekombination, während Exonukleasen an der DNA-Replikation und dem Korrekturlesen beteiligt sind.
- Restriktionsenzyme sind Beispiele für Endonukleasen, während DNA-Polymerase I ein Beispiel für eine Exonuklease ist.
Endonuklease vs. Exonuklease
Endonuklease schneidet die DNA oder RNA, indem sie die spezifische Stelle innerhalb der Nukleinsäurekette erkennt. Die Fähigkeit der Endonuclease, genau zu spalten, ist in vielen biologischen Prozessen nützlich. Exonuklease baut DNA oder RNA von den Enden der Nukleinsäurekette ab und ist bei zellulären Prozessen hilfreich.
Seine Funktion besteht darin, das DNA-Segment an seiner Erkennungsstelle zu schneiden. Noch wichtiger ist, dass Endonuklease-Enzyme das DNA-Segment von der Innenseite schneiden.
Die wichtigste Anwendung von Exonuklease ist die Unterstützung der DNA-Reparatur. Noch wichtiger ist, dass Exonuklease-Enzyme DNA-Segmente von den Enden abschneiden.
Vergleichstabelle
| Vergleichsparameter | Endonuklease | Exonuklease |
|---|---|---|
| Definition | Endonuklease bezieht sich auf die Gruppe von Enzymen, die die DNA-Segmente von der Innenseite schneiden. | Exonuklease bezieht sich auf die Gruppe von Enzymen, die das DNA-Segment von den Enden abschneiden. |
| Verzögerungszeit | Wie die Restriktionsendonuklease erfahren Endonukleasen eine Verzögerungszeit, bevor sie ihre spezifische Aufgabe ausführen. | Bei Exonukleasen fehlt eine Verzögerungszeit vor dem Beginn ihrer spezifischen Aufgabe. |
| Ergebnisse ein | Die Spaltung von DNA-Segmenten führt zu Oligonukleotiden. | Die Spaltung von DNA-Segmenten führt zu Nukleosiden. |
| Funktion | Endonuklease-Enzyme spielen eine Rolle bei der Abwehr, da sie das Eindringen von Krankheitserregern verhindern. | Exonukleasen fehlen jegliche Abwehrfunktionen. |
| Freie Enden | Endonuklease-Enzyme benötigen keine freien 3'- und 5'-Enden, um ihre Funktionen auszuführen. | Exonukleasen benötigen zur Aufnahme ihrer spezifischen Aufgaben freie Enden. |
Was ist Endonuklease?
Unter Endonuklease versteht man die Gruppe von Enzymen in der Polynukleotidkette, die die Phosphodiesterbindung spalten. Einige Endonuklease-Enzyme, zum Beispiel Desoxyribonuklease I, schneiden die Desoxyribonuklesäure Säure ohne Rücksicht auf die Reihenfolge.
Eine der wichtigsten Endonukleasengruppen sind die Restriktionsenzyme. Die Restriktionsenzyme werden aufgrund ihres Wirkmechanismus in drei Kategorien eingeteilt: Typ I, Typ IIund Typ III.
Bakterienzellen sind die natürliche Quelle von Restriktionsendonuclease. Darüber hinaus sind die Enden von Endonukleasen entweder stumpf oder klebrig. Ein Beispiel für eine berühmte Endonuklease ist Cas9.
Endonukleasen sind aus mehreren Gründen lebenswichtig. Einer der wichtigsten Gründe ist jedoch ihre Fähigkeit, beschädigte DNA-Zellen präzise zu reparieren.
Was ist Exonuklease?
Exonukleasen beziehen sich auf die Gruppe von Enzymen, deren Funktion darin besteht, Nukleotide einzeln aus dem Exo (Ende) einer Polynukleotidkette herauszuschneiden. Diese Enzyme schneiden die Nukleotid entweder von der 3' oder der 5' zu einem bestimmten Zeitpunkt. Darüber hinaus dient Exonuklease als hydrolysierendes Enzym.
Exonuklease kommt in Menschen, Bakterien, Tieren und Insekten vor. Interessanterweise besteht das Gift von Eidechsen und Schlangen aus Exonuklease-Enzymen.
Exonuclease-Enzyme spielen eine wichtige Rolle im Zellstoffwechsel und -erhalt. Darüber hinaus sind sie entscheidende Aspekte der Genomstabilität, da sie die DNA von freien Enden schneiden. Exonukleasen können auch an der Reparatur beschädigter DNA-Zellen beteiligt sein.
Im Fall von Exonuklease-Enzymen fehlt die Verzögerungszeit vor der Aktivität. Abschließend sind Exonukleasen eine Gruppe von Enzymen, die vielseitige Funktionen erfüllen.
Hauptunterschiede zwischen Endonuklease und Exonuklease
- Wie die Restriktionsendonuklease erfahren Endonukleasen eine Verzögerungszeit, bevor sie ihre spezifische Aufgabe ausführen. Andererseits fehlt bei Exonukleasen die Verzögerungszeit vor dem Beginn ihrer spezifischen Aufgabe.
- Endonuklease-Enzyme benötigen keine freien 3'- und 5'-Enden, um ihre Funktionen auszuführen. Im Gegensatz dazu benötigen Exonukleasen zur Aufnahme ihrer spezifischen Aufgaben freie Enden.
- https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.3109/10409237609105456
- https://www.pnas.org/content/68/4/824.short
Letzte Aktualisierung: 11. Juni 2023
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Piyush Yadav hat die letzten 25 Jahre als Physiker in der örtlichen Gemeinde gearbeitet. Er ist ein Physiker, der sich leidenschaftlich dafür einsetzt, die Wissenschaft für unsere Leser zugänglicher zu machen. Er hat einen BSc in Naturwissenschaften und ein Postgraduiertendiplom in Umweltwissenschaften. Sie können mehr über ihn auf seinem lesen Bio-Seite.
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