Perbezaan Utama – Endonuclease vs Exonuclease
Sebelum melihat perbezaan antara endonuclease dan exonuclease, adalah penting untuk mengetahui apa sebenarnya nuklease. Nuklease ialah enzim yang mampu membelah ikatan fosfodiester antara nukleotida dalam asid nukleik. Endonuclease dan exonuclease adalah dua klasifikasi nuklease. Perbezaan utama antara endonuclease dan exonuclease ialah endonucleases membelah ikatan antara nukleotida dalam molekul asid nukleik manakala exonucleases membelah ikatan antara nukleotida pada hujung 3’ atau 5’ molekul asid nukleik.
Apakah itu Nuklease?
Nuklease ialah enzim yang mempunyai keupayaan untuk membelah ikatan fosfodiester antara nukleotida dalam asid nukleik. Ia tergolong dalam kumpulan enzim hidrolase kerana ia menghidrolisis ikatan kimia antara nukleotida. Enzim ini penting untuk mekanisme pembaikan DNA semula jadi yang berlaku dalam sel dan dalam proses bioteknologi seperti pengklonan gen, teknologi DNA rekombinan, RFLP, AFLP, penjujukan gen, terapi gen, pemetaan genom dll.
Terdapat dua jenis nuklease utama: ribonuklease dan deoksiribonuklease, yang bertindak dan memutuskan ikatan kimia antara monomer RNA dan DNA, masing-masing. Mengikut tapak tindakan nuklease, ia dikategorikan lagi kepada dua kumpulan iaitu endonuklease dan eksonuklease. Endonuklease mengiktiraf kawasan jujukan tertentu asid nukleik dan membelah ikatan fosfodiester antara nukleotida yang terletak di tengah-tengah asid nukleik. Exonucleases membelah ikatan fosfodiester antara nukleotida yang terletak di hujung asid nukleik.
Rajah 1: Aktiviti Nuklease
Apakah itu Endonuclease?
Endonuclease ialah sejenis nuklease yang membelah asid nukleik dari tengah. Ia mengiktiraf urutan nukleotida spesifik asid nukleik dan memecahkan ikatan kimia antara nukleotida. Mereka juga dikenali sebagai endonuklease sekatan kerana mereka mencari tapak sekatan tertentu dan membelah ikatan dan menghasilkan serpihan sekatan. Lebih daripada 100 endonuklease sekatan dikenal pasti dalam bakteria dan arkea dan diperoleh untuk tujuan komersial.
Endonucleases sekatan digunakan secara meluas dalam bioteknologi. Mereka memainkan peranan penting dalam pengklonan molekul. Kebanyakannya adalah enzim dimerik yang terdiri daripada dua subunit protein. Dua subunit protein membalut DNA untai dua dan secara berasingan membelah kedua-dua helai dari kedua-dua belah. Terdapat ratusan jenis endonuklease sekatan dengan tapak pengecaman unik dalam bakteria. Disebabkan kekhususan tinggi mereka dalam sekatan, mereka membelah hanya pada urutan tertentu. Oleh itu, ia dianggap sebagai alat molekul yang sangat berguna dalam teknologi DNA rekombinan. Tanpa endonuklease sekatan, penghasilan molekul DNA rekombinan tidak mungkin. Penciptaan molekul DNA rekombinan ialah langkah asas kebanyakan teknologi biologi molekul.
Untuk memahami pengecaman jujukan unik oleh endonuklease sekatan, contoh berikut akan membantu pembaca.
Bam HI ialah endonuklease sekatan yang mencari tapak sekatan berikut dalam molekul DNA (tapak ditunjukkan dalam huruf merah).
Setelah Bam HI membelah asid nukleik daripada tapak sekatan, ia menghasilkan dua serpihan berikut.
EcoRI ialah satu lagi endonuklease sekatan yang sangat berguna dalam teknologi DNA rekombinan bertindak pada tapak pengecaman sekatan khusus dan membelah DNA seperti yang ditunjukkan dalam rajah 2.
Rajah 2: EcoRI
Apakah itu Exonuclease?
Exonuclease ialah enzim nuklease yang memutuskan ikatan kimia antara nukleotida pada hujung 3’ atau 5’ rantai asid nukleik. Ia memecahkan nukleotida tunggal pada hujung rantai dan menghasilkan nukleosida dengan memindahkan kumpulan fosfat ke air. Exonucleases terdapat dalam archaea, bakteria, dan eukariota. Dalam E coli, terdapat 17 exonucleases berbeza yang hadir termasuk polimera DNA 1, 2 dan 3. Beberapa polimerase DNA mempamerkan aktiviti proofreading exonuclease 3’ hingga 5’.
Exonucleases penting dalam pembaikan DNA, penggabungan semula genetik, pencegahan berlakunya mutasi, penstabilan genom dsb.
Rajah 3: Tindakan Exonuclease RecBCD E Coli
Apakah perbezaan antara Endonuclease dan Exonuclease?
Endonuclease lwn Exonuclease |
|
| Endonuclease ialah sejenis enzim nuklease yang memutuskan ikatan antara nukleotida dalam molekul asid nukleik. | Exonuclease ialah sejenis enzim nuklease yang memutuskan ikatan antara nukleotida pada hujung 3’ atau 5’ molekul asid nukleik. |
| Produk Akhir | |
| Endonucleases menghasilkan serpihan sekatan oligonukleotida | Exonucleotides menghasilkan nukleosida |
| Fungsi | |
| Ia memecahkan ikatan fosfodiester dan menghasilkan serpihan sekatan. Tetapi mereka mengeluarkan nukleotida satu demi satu. | Ia mengeluarkan nukleotida satu demi satu daripada hujung asid nukleik. |
| Contoh | |
| Contoh termasuk Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Contoh termasuk Exonuclease I, Exonuclease III, RecBCD (Exonuclease V), RecJ exonuclease, Exonuclease VIII/RecE, Exonuclease IX, Exonuclease T, Exonuclease X dll. |
Ringkasan – Endonuclease vs Exonuclease
Nuklease bertanggungjawab untuk memecahkan ikatan kimia fosfodiester antara nukleotida asid nukleik. Nuklease boleh bertindak di dalam atau di hujung rantai asid nukleik. Menurut tapak tindakan, dua jenis nuklease utama terdapat dalam organisma. Mereka adalah endonuclease dan exonuclease. Endonucleases membelah nukleotida dari tengah rantai manakala exonucleases membelah nukleotida dari hujung rantai asid nukleik. Endonuklease sangat penting dalam teknologi DNA rekombinan kerana ia mengenali urutan bes tertentu dalam rantai asid nukleik dan memutuskan ikatan antara nukleotida.
