Tofauti Muhimu – Endonuclease vs Exonuclease
Kabla ya kuangalia tofauti kati ya endonuclease na exonuclease, ni muhimu kujua kiini hasa ni nini. Nuclease ni kimeng'enya chenye uwezo wa kupasua vifungo vya phosphodiester kati ya nyukleotidi katika asidi ya nukleiki. Endonuclease na exonuclease ni aina mbili za nucleases. Tofauti kuu kati ya endonuclease na exonuclease ni kwamba endonuclease hupasua vifungo kati ya nyukleotidi ndani ya molekuli ya asidi ya nuklei ambapo exonuclease hupasua dhamana kati ya nyukleotidi kwenye ncha 3’ au 5’ za molekuli ya asidi ya nukleiki.
Nuclease ni nini?
Nuclease ni kimeng'enya chenye uwezo wa kupasua vifungo vya phosphodiester kati ya nyukleotidi katika asidi nucleic. Ni ya kikundi cha kimeng'enya cha hydrolase kwa vile huhairisha vifungo vya kemikali kati ya nyukleotidi. Kimeng'enya hiki ni muhimu kwa taratibu za asili za kurekebisha DNA zinazotokea katika seli na katika michakato ya kibayoteknolojia kama vile uundaji wa jeni, teknolojia ya DNA recombinant, RFLP, AFLP, mpangilio wa jeni, tiba ya jeni, ramani ya jenomu n.k.
Kuna aina mbili kuu za nyuklea: ribonuclease na deoxyribonuclease, ambazo hutenda na kuvunja vifungo vya kemikali kati ya monoma za RNA na DNA, mtawalia. Kulingana na tovuti ya hatua ya nucleases, zimegawanywa zaidi katika makundi mawili yaani endonuclease na exonuclease. Endonucleases hutambua kanda maalum za mlolongo wa asidi nucleic na hutenganisha vifungo vya phosphodiester kati ya nyukleotidi ambazo ziko katikati ya asidi ya nucleic. Exonucleases hupasua vifungo vya phosphodiester kati ya nyukleotidi ambazo ziko kwenye ncha za asidi ya nucleic.
Kielelezo 1: Shughuli ya Nyuklia
Endonuclease ni nini?
Endonuclease ni aina ya nucleases ambayo hupasua asidi nucleic kutoka katikati. Inatambua mlolongo maalum wa nyukleotidi ya asidi ya nukleiki na huvunja vifungo vya kemikali kati ya nyukleotidi. Pia hujulikana kama endonuclease za vizuizi kwa kuwa hutafuta tovuti mahususi za vizuizi na kutenganisha dhamana na kutoa vipande vya vizuizi. Zaidi ya endonuclease zenye vizuizi 100 hutambuliwa katika bakteria na archaea na hupatikana kwa madhumuni ya kibiashara.
Endonuclease zenye vizuizi hutumiwa sana katika teknolojia ya kibayolojia. Wanachukua jukumu muhimu katika uundaji wa molekuli. Wengi wao ni enzymes ya dimeric inayojumuisha subunits mbili za protini. Vijisehemu viwili vya protini hufunga DNA yenye nyuzi mbili na kung'oa nyuzi zote mbili kutoka pande zote mbili. Kuna mamia ya aina ya endonuclease za kizuizi zilizo na tovuti za kipekee za utambuzi katika bakteria. Kwa sababu ya upekee wao wa juu katika kizuizi, huunganisha tu kwa mlolongo maalum. Kwa hivyo, zinachukuliwa kuwa zana muhimu sana za molekuli katika teknolojia ya DNA inayojumuisha. Bila kizuizi endonucleases, uzalishaji wa molekuli recombinant DNA haiwezekani. Uundaji wa molekuli recombinant ya DNA ndiyo hatua ya msingi ya teknolojia nyingi za kibiolojia za molekuli.
Ili kuelewa utambuzi wa mfuatano wa kipekee kwa kuzuia endonuclease, mfano unaofuata utasaidia wasomaji.
Bam HI ni kizuizi cha endonuclease ambacho hutafuta tovuti ya kizuizi ifuatayo katika molekuli ya DNA (tovuti imeonyeshwa kwa herufi nyekundu).
Mara baada ya Bam HI kupasua asidi nucleic kutoka kwa tovuti ya kizuizi, hutoa vipande viwili vifuatavyo.
EcoRI ni kizuizi kingine cha endonuclease ambacho ni muhimu sana katika teknologia ya DNA iliyounganishwa tena hufanya kazi kwenye tovuti yake mahususi ya utambuzi wa vizuizi na hupasua DNA kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro 2.
Kielelezo 2: EcoRI
Exonuclease ni nini?
Exonuclease ni kimeng'enya cha nuklea ambacho hutenganisha vifungo vya kemikali kati ya nyukleotidi kwenye ncha 3' au 5' za minyororo ya asidi ya nukleiki. Inavunja nucleotidi moja mwishoni mwa mnyororo na hutoa nucleosides kwa kuhamisha vikundi vya phosphate kwenye maji. Exonucleases hupatikana katika archaea, bakteria, na yukariyoti. Katika E koli, kuna exonucleases 17 tofauti zikiwemo DNA polima 1, 2 na 3. Polima nyingi za DNA zinaonyesha shughuli ya kusahihisha 3’ hadi 5’ ya exonuclease.
Exonucleases ni muhimu katika kutengeneza DNA, muunganisho wa vinasaba, kuzuia kutokea kwa mabadiliko, uimarishaji wa jenomu n.k.
Kielelezo 3: Exonuclease kitendo cha RecBCD ya E Coli
Kuna tofauti gani kati ya Endonuclease na Exonuclease?
Endonuclease vs Exonuclease |
|
| Endonuclease ni aina ya vimeng'enya vya nukleasi ambavyo hutenganisha vifungo kati ya nyukleotidi ndani ya molekuli ya asidi ya nukleiki. | Exonuclease ni aina ya vimeng'enya vya nukleasi ambavyo hutenganisha dhamana kati ya nyukleotidi kwenye ncha 3' au 5' za molekuli ya asidi ya nukleiki. |
| Bidhaa za Mwisho | |
| Endonucleases huzalisha vipande vya kizuizi vya oligonucleotide | Exonucleotides hutengeneza nucleosides |
| Function | |
| Wanavunja vifungo vya phosphodiester na kutoa vipande vya vizuizi. Lakini huondoa nukleotidi moja baada ya nyingine. | Huondoa nyukleotidi moja baada ya nyingine kutoka ncha za asidi nukleiki. |
| Mifano | |
| Mifano ni pamoja na Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Mifano ni pamoja na Exonuclease I, Exonuclease III, RecBCD (Exonuclease V), RecJ exonuclease, Exonuclease VIII/RecE, Exonuclease IX, Exonuclease T, Exonuclease X n.k. |
Muhtasari – Endonuclease vs Exonuclease
Nyuklia huwajibika kwa kuvunja vifungo vya kemikali vya phosphodiester kati ya nyukleotidi za asidi nukleiki. Nucleases zinaweza kutenda ndani au mwisho wa mnyororo wa asidi ya nucleic. Kwa mujibu wa tovuti ya hatua, aina mbili kuu za nucleases zinapatikana katika viumbe. Wao ni endonuclease na exonuclease. Endonucleases hupasua nyukleotidi kutoka katikati ya mnyororo huku exonucleases hupasua nyukleotidi kutoka ncha za mnyororo wa asidi nukleiki. Endonucleases ni muhimu sana katika teknolojia ya DNA iliyounganishwa tena kwa kuwa hutambua mpangilio maalum wa msingi ndani ya mnyororo wa asidi ya nukleiki na huvunja vifungo kati ya nyukleotidi.
