Het belangrijkste verschil tussen restrictie-endonuclease en exonuclease is dat restrictie-endonuclease een nuclease-enzym is dat een specifieke DNA-sequentie herkent en het DNA binnen of naast die sequentie splitst, terwijl exonuclease een nuclease-enzym is dat de nucleotiden in een polynucleotide van het 5'-uiteinde of het 3'-uiteinde één voor één.
Nucleasen zijn de enzymen die fosfodiesterbindingen tussen nucleotiden van nucleïnezuren splitsen. In levende organismen zijn ze essentiële hulpmiddelen voor veel aspecten van DNA-herstel in de cel. Defecten van deze enzymen kunnen genetische instabiliteit en immunodeficiëntie veroorzaken. De restrictienucleasen zijn specifieke nucleasen waarvan de werking afhankelijk is van een specifieke nucleotidesequentie. Een voorbeeld is restrictie-endonuclease. Er is een basisclassificatie voor nucleasen op basis van de locus van activiteit, zoals endonuclease en exonuclease. Endonuclease verteert gebieden in het midden van het doel-DNA-molecuul. Exonuclease verteert nucleïnezuren van de uiteinden. Daarom zijn restrictie-endonuclease en exonuclease twee soorten nuclease-enzymen.
Wat is restrictie-endonuclease?
Restrictie-endonuclease is een nuclease-enzym dat een specifieke DNA-sequentie herkent en het DNA binnen of naast die sequentie splitst. De specifieke DNA-sequentie staat bekend als de restrictieplaats. Het wordt ook wel een restrictie-enzym of restrictase genoemd. Het restrictie-endonuclease is een zeer specifiek enzym. Het is een klasse van de bredere endonucleasegroep van enzymen. Restrictie-endonucleasen worden gewoonlijk ingedeeld in vijf typen, die verschillen in hun structuur en vermogen om het DNA-substraat op de herkenningsplaats te knippen. De vijf typen zijn type I, type II, type III, type IV en type V.
Figuur 01: Restrictie endonuclease
Restrictie-endonucleasen worden meestal aangetroffen in bacteriën en archaea. Ze bieden een afweermechanisme voor bacteriën tegen virussen. Er zijn meer dan 3600 restrictie-endonucleasen bekend. Ze vertegenwoordigen meer dan 250 verschillende bijzonderheden. Meer dan 3000 hiervan zijn in detail bestudeerd. Bovendien zijn er meer dan 800 van deze in de handel verkrijgbaar.
Wat is exonuclease?
Exonuclease is een nuclease-enzym dat de nucleotiden in een polynucleotide één voor één van het 5'-uiteinde of het 3'-uiteinde splitst. Dit gebeurt door een hydrolyserende reactie die aan het einde de fosfodiesterbindingen tussen de nucleotiden verbreekt. Eukaryoten en prokaryoten hebben drie soorten exonucleasen. Deze exonucleasen zijn betrokken bij de normale omzet van mRNA. Ze zijn 5' tot 3' exonuclease (Xrn1), 3' tot 5' exonuclease en poly-A specifiek 3' tot 5' exonuclease. 5' naar 3' exonuclease is een afhankelijk decapping eiwit. 3' tot 5' exonuclease is een onafhankelijk eiwit. Poly A-specifieke 3' tot 5'-exonuclease is ook bekend als poly-A-specifieke ribonuclease die betrokken is bij exonucleolytische afbraak van poly-A-staart.
Figuur 02: Exonuclease
In zowel archaea als eukaryoten wordt RNA-degradatie uitgevoerd door het multi-eiwit exosoomcomplex dat bestaat uit 3’ tot 5’ exoribonucleasen.
Wat zijn de overeenkomsten tussen restrictie-endonuclease en exonuclease?
- Restrictie-endonuclease en exonuclease zijn twee soorten nuclease-enzymen.
- Beide enzymen knippen DNA-moleculen.
- Deze enzymen worden gevonden in prokaryoten.
- Het zijn eiwitten.
Wat is het verschil tussen restrictie-endonuclease en exonuclease?
Restrictie-endonuclease is een nuclease-enzym dat een specifieke DNA-sequentie herkent en het DNA binnen of naast die sequentie splitst, terwijl exonuclease een nuclease-enzym is dat de nucleotiden in een polynucleotide van het 5'-uiteinde of het 3'-uiteinde splitst een per keer. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen restrictie-endonuclease en exonuclease. Bovendien wordt restrictie-endonuclease alleen gevonden in prokaryoten, terwijl exonuclease wordt gevonden in zowel prokaryoten als eukaryoten.
De volgende infographic somt de verschillen op tussen restrictie-endonuclease en exonuclease in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Beperking endonuclease versus exonuclease
Nucleasen zijn de enzymen die fosfodiesterbindingen tussen nucleotiden van nucleïnezuren verbreken. Restrictie-endonuclease en exonuclease zijn twee soorten nuclease-enzymen. Restrictie-endonuclease is een nuclease-enzym dat een specifieke DNA-sequentie herkent en het DNA binnen of naast die sequentie splitst. Exonuclease is een nuclease-enzym dat de nucleotiden in een polynucleotide één voor één van hun 5'-uiteinde of 3'-uiteinde splitst. Dit vat dus het verschil samen tussen restrictie-endonuclease en exonuclease.
