Diferença chave – Endonuclease vs Exonuclease
Antes de olhar para 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 as endonucleases clivam as ligações entre os nucleotídeos dentro da molécula de ácido nucleico, enquanto as exonucleases clivam a ligação entre os nucleotídeos nas extremidades 3' ou 5' da molécula de ácido nucleico.
O que é uma 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, pois hidrolisa as ligações químicas entre os nucleotídeos. Esta enzima é essencial para os mecanismos naturais de reparo do DNA que ocorrem nas células e em processos biotecnológicos como clonagem de genes, tecnologia de DNA recombinante, RFLP, AFLP, sequenciamento gênico, terapia gênica, mapeamento do 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 ainda categorizadas em dois grupos: endonuclease e exonuclease. As endonucleases reconhecem regiões de sequências específicas dos ácidos nucleicos e clivam as ligações fosfodiéster entre os nucleotídeos que estão localizados no meio dos ácidos nucleicos. As exonucleases clivam as ligações fosfodiéster entre os nucleotídeos que estão localizados nas extremidades dos ácidos nucleicos.
Figura 1: Atividade da Nuclease
O que é uma endonuclease?
Endonuclease é um tipo de nucleases que cliva os ácidos nucleicos do meio. Ele reconhece sequências de nucleotídeos específicas de ácido nucleico e quebra as ligações químicas entre os nucleotídeos. Eles também são conhecidos como endonucleases de restrição, uma vez que pesquisam locais de restrição específicos e clivam a ligação e produzem fragmentos de restrição. Mais de 100 endonucleases de restrição são identificadas em bactérias e archaea e são obtidas para fins comerciais.
As endonucleases de restrição são amplamente utilizadas em biotecnologia. Eles desempenham um papel vital na clonagem molecular. A maioria delas são enzimas diméricas compostas por duas subunidades proteicas. Duas subunidades de proteína envolvem o DNA de fita dupla e clivam separadamente ambas as fitas de ambos os lados. Existem centenas de tipos de endonucleases de restrição com sítios de reconhecimento únicos em bactérias. Devido à sua alta especificidade na restrição, eles clivam apenas em sequências específicas. Por isso, eles são considerados ferramentas moleculares altamente úteis na tecnologia de DNA recombinante. Sem endonucleases de restrição, a produção de molécula de DNA recombinante não é possível. A criação da molécula de DNA recombinante é o passo básico da maioria das tecnologias de biologia molecular.
Para entender o reconhecimento de sequência única por endonucleases de restrição, o exemplo a seguir ajudará os leitores.
Bam HI é uma endonuclease de restrição que procura o seguinte sítio de restrição na molécula de DNA (o sítio é mostrado em letras vermelhas).
Uma vez que Bam HI cliva o ácido nucleico do sítio de restrição, ele produz os dois fragmentos a seguir.
EcoRI é outra endonuclease de restrição altamente útil na tecnologia de DNA recombinante atua em seu sítio específico de reconhecimento de restrição e cliva o DNA como mostrado na figura 2.
Figura 2: EcoRI
O que é uma Exonuclease?
Exonuclease é uma enzima nuclease que cliva ligações químicas entre nucleotídeos nas extremidades 3' ou 5' das cadeias de ácido nucleico. Ele quebra nucleotídeos únicos no final da cadeia e produz nucleosídeos transferindo grupos fosfato para a água. As exonucleases são encontradas em archaea, bactérias e eucariotos. Em E coli, existem 17 exonucleases diferentes presentes, incluindo DNA polimerases 1, 2 e 3. Várias DNA polimerases exibem atividade de revisão de exonucleases de 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 |
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| Endonuclease é um tipo de enzima nuclease que cliva as ligações entre nucleotídeos dentro da 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 ligações fosfodiéster e produzem fragmentos de restrição. Mas eles não removem os nucleotídeos um por um. | Eles removem os nucleotídeos um a um das extremidades dos ácidos nucléicos. |
| 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
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 de ação, dois tipos principais de nucleases são encontrados nos organismos. Eles são endonuclease e exonuclease. As endonucleases clivam nucleotídeos do meio da cadeia, enquanto as exonucleases clivam nucleotídeos das extremidades da cadeia de ácido nucleico. As endonucleases são altamente importantes na tecnologia de DNA recombinante, pois reconhecem sequências de bases específicas dentro da cadeia de ácido nucleico e quebram as ligações entre os nucleotídeos.
