Verschil tussen benzonase en DNase

2024 Auteur: Alex Aldridge | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 13:46

Belangrijk verschil – Benzonase versus DNase

Degradatie van nucleïnezuren is belangrijk voor veel moleculair-biologische technieken. Het wordt veel gebruikt in de recombinant-DNA-technologie om ongewenste fragmenten van DNA en RNA te verwijderen. Nucleïnezuurafbrekende enzymen worden nucleasen genoemd en ze kunnen van verschillende typen zijn op basis van de vereiste functie. Nucleasen die DNA afbreken staan bekend als DNasen, terwijl degenen die RNA afbreken bekende RNasen zijn. Deze enzymen worden meestal gebruikt in in vitro experimenten waarbij in vitro moleculaire tests worden uitgevoerd om zuiver DNA, RNA of eiwitten te isoleren. Benzonasen zijn een soort nucleasen die zowel DNA als RNA afbreken, terwijl DNasen alleen DNA afbreken. Dit is het belangrijkste verschil tussen Benzonase en DNase.

Wat is benzonase?

Benzonase is een genetisch gemanipuleerd endonuclease van Serratia marcescens. Dit enzym wordt op industriële schaal geproduceerd in E. coli-gastheren. Benzonase is in staat dubbelstrengs DNA, lineair DNA, circulair DNA en enkelstrengs RNA te splitsen. Benzonase is dus commercieel belangrijk. Benzonase-enzym is een eiwitdimeer met 245 identieke aminozuren, ~30 kDa-subeenheden met twee essentiële disulfidebindingen. Benzonase splitst nucleïnezuren aan het 5'-uiteinde en resulteert in fragmenten met vrije 5'-uiteinden. Benzonase kan nucleïnezuren in elke volgorde splitsen, maar geeft de voorkeur aan GC-rijke regio's.

Benzonase wordt bewaard bij -20 ^{0C. De optimale pH voor enzymactiviteit blijkt 8,0 – 9,2 te zijn. De toepassingen van Benzonase omvatten monstervoorbereiding voor eiwit 2D-gelelektroforese waarbij Benzonase gebonden nucleïnezuren verwijdert en nucleïnezuurverontreinigingen uit recombinante eiwitpreparaten verwijdert. Het wordt ook gebruikt om de viscositeit van eiwitextracten te verminderen en het samenklonteren van cellen in een celmengsel te voorkomen.}

Wat is DNase?

DNase is een nuclease, hydrolytisch enzym dat alleen in staat is dubbelstrengs DNA te splitsen. Er zijn twee hoofdtypen DNases: DNase I en DNase II. DNase I neemt deel aan het splitsen van dubbelstrengs DNA om polynucleotiden te produceren met 5'-vrije uiteinden. DNase II is betrokken bij het splitsen van dubbelstrengs DNA om polynucleotidestrengen te produceren met 3' vrije uiteinden of uitsteeksels.

DNase I

DNase I functioneert bij een optimale pH tussen 7,0 – 8,0. De enzymactiviteit hangt af van vele ionische cofactoren, waaronder Ca²⁺, Mg²⁺ of Mn^{2+De activiteit van Mg}2+ ^{en Mn}2+ ^{bepa alt de functie van de DNase I. In aanwezigheid van Mg} 2+^{, DNase I splitst elke streng van dsDNA onafhankelijk. Dit gebeurt op een willekeurige manier. Daarentegen, in de aanwezigheid van Mn}2+, ^{splitst het enzym beide DNA-strengen op ongeveer dezelfde plaats. Deze splitsing zal resulteren in het produceren van twee soorten DNA-fragmenten; een type met stompe uiteinden en een ander type met een of twee overhangende nucleotiden.}

Figuur 02: DNase

DNase II

DNase II functioneert bij een optimale pH van 4,5-5,0 en er zijn tweewaardige metaalionen nodig voor zijn activiteit, vergelijkbaar met DNase I. Het is bekend dat het mechanisme van DNase II uit drie hoofdstappen bestaat.

1. Er worden meerdere enkelstrengige breuken geïnduceerd in de DNA-ruggengraat.
2. Zuuroplosbare nucleotiden en oligonucleotiden worden geproduceerd.
3. Niet-lineaire hyperchrome verschuiving vindt plaats in de laatste fase.

De belangrijkste remmers van het DNase-enzym zijn metaalchelatoren, overgangsmetalen en chemicaliën zoals natriumdodecylsulfaat en β-mercapto-ethanol.

De belangrijkste toepassingen van DNase zijn onder meer de bereiding van DNA-vrije RNA-extracten en eiwitextracten, en de verwijdering van matrijs-DNA tijdens in vitro transcriptie-experimenten.

Wat zijn de overeenkomsten tussen benzonase en DNase?

• Beide zijn hydrolytische enzymen.
• Beide zijn nucleasen.
• Beiden nemen deel door de fosfodiesterbindingen van nucleïnezuren te splitsen.
• Beide vereisen een optimale pH en opslagtemperaturen om de activiteit van het enzym te behouden.
• Remmers van enzymen zijn onder meer chelaatvormers, overgangsmetalen en wasmiddelchemicaliën.
• Toepassingen zijn voornamelijk gericht op het verkrijgen van zeer zuivere extracten van DNA, RNA en eiwitten.
• Beide enzymen kunnen worden geproduceerd via genetische manipulatie.

Wat is het verschil tussen benzonase en DNase?

Benzonase versus DNase
Benzonase is een enzym dat in staat is dubbelstrengs DNA, lineair DNA, circulair DNA en RNA te splitsen.	DNase is een enzym dat in staat is dubbelstrengs DNA te splitsen.
Substraat voor het enzym
Zowel DNA als RNA zijn substraten voor benzonase.	DNA is het substraat voor DNase.
Structuur
Het optimale pH-bereik van benzonase is 7,0 - 8,0	Het optimale pH-bereik van DNase I is 7,0 – 8,0 en DNase II is 4,5 – 5,0.

Samenvatting – Benzonase versus DNase

Nuclease-enzymen worden veel gebruikt in verschillende experimentele procedures met betrekking tot moleculaire biologie en genetische manipulatie. Benzonase en DNase zijn twee soorten nucleasen. Benzonase is betrokken bij het afbreken van zowel DNA als RNA, terwijl DNase betrokken is bij het splitsen van dubbelstrengs DNA. Dit is het fundamentele verschil tussen benzonase en DNase. Op dit moment worden beide nucleasetypen geproduceerd door middel van recombinant-DNA-technologie die enzymen van hogere kwaliteit oplevert die zijn geoptimaliseerd voor maximale productie.

Download PDF-versie van Benzonase vs DNase

U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen benzonase en DNase