主な違い – エンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼ
ヌクレアーゼは、DNA と RNA の両方の核酸のヌクレオチド間のホスホジエステル結合を切断する加水分解酵素のクラスです。ヌクレアーゼは、作用する基質核酸のタイプに基づいて、リボヌクレアーゼとデオキシリボヌクレアーゼの 2 つのタイプに分けることができます。リボヌクレアーゼは RNA に作用しますが、デオキシリボヌクレアーゼは DNA に作用します。ヌクレアーゼは、エンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼの 2 つに分けることもできます。 主な違い エンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼの違いは、エンドヌクレアーゼは核酸鎖を中央で切断するのに対し、エキソヌクレアーゼは核酸鎖を末端から切断することです。 .細胞内でのヌクレアーゼの主な役割は、DNA 修復メカニズムに関与することです。
対象となる主な分野
1.エンドヌクレアーゼとは
– 定義、特性、機能
2.エキソヌクレアーゼとは
– 定義、特性、機能
3.エンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼの類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4.エンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼの違いは何ですか
– 主な違いの比較
重要な用語:DNA、DNA 修復、エンドヌクレアーゼ、エキソヌクレアーゼ、制限エンドヌクレアーゼ、制限部位、RNA 
エンドヌクレアーゼとは
エンドヌクレアーゼは、核酸を途中で切断するヒドロラーゼのクラスです。エンドヌクレアーゼの作用により、2つ以上の核酸断片が生じる場合があります。エンドヌクレアーゼは、DNA と RNA の両方に作用することができます。デオキシリボヌクレアーゼ (DNase) などの一部のエンドヌクレアーゼの切断は非特異的です。しかし、多くのエンドヌクレアーゼは特定の方法で標的ヌクレオチド配列を切断します。これらのタイプの特定のエンドヌクレアーゼは、制限エンドヌクレアーゼと呼ばれます .それらは、核酸鎖の特定の配列を認識することができる。したがって、これらの制限エンドヌクレアーゼは、核酸に対する作用の前に遅延期間を経て、特定のヌクレオチド配列をスキャンします。この特定のヌクレオチド配列は、制限部位と呼ばれます。
図 1:Hind III の動作
典型的な制限部位は、4 ～ 6 ヌクレオチドの回文配列です。多くの制限エンドヌクレアーゼは DNA 鎖を切断し、粘着末端と呼ばれる一本鎖末端を残します .遺伝子工学では、これらのタイプの制限エンドヌクレアーゼは、さまざまな目的の DNA 鎖を連結することによって組換え DNA を生成するために広く使用されています。高等生物の DNA メチル化は、ゲノムに対するエンドヌクレアーゼの作用を防ぎます。ただし、原核生物の DNA にはメチル化がありません。したがって、真核生物宿主内の原核生物 DNA は、容易に切断の標的となる可能性があります。制限エンドヌクレアーゼ Hin の作用による粘着末端形成 d III は 図 1 に示されています .
エキソヌクレアーゼとは
エキソヌクレアーゼは、核酸鎖の末端を切断する加水分解酵素の一種です。エキソヌクレアーゼは、3' または 5' 末端のホスホジエステル結合を加水分解することにより、核酸鎖からヌクレオチドを 1 つずつ除去します。原核生物と真核生物の両方で 3 種類のエキソヌクレアーゼを特定できます。それらは、5' から 3' エキソヌクレアーゼ、3' から 5' エキソヌクレアーゼ、およびポリ (A) 特異的な 3' から 5' エキソヌクレアーゼです。 3 つのタイプはすべて、mRNA の代謝回転に関与しています。原核生物の DNA 複製中に成長中の鎖へのヌクレオチドの付加を触媒する大腸菌 DNA ポリメラーゼ III は、ε サブユニットの 3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性で構成されています。 ε サブユニットは、成長している鎖の末端からミスペアのヌクレオチドを取り除きます。
図 2:DNA ポリメラーゼ I の 3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ ドメイン
DNA ポリメラーゼ III の 3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性は、酵素の校正活性と呼ばれます。 DNA ポリメラーゼ I は、5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性と 3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性の両方を持っています。 5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性は、一度に最大 10 個のヌクレオチドを除去できます。エキソヌクレアーゼは、DNA の校正、DNA の修復、および DNA の安定化において重要な役割を果たします。 DNA ポリメラーゼ I の 3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ ドメインを 図 2 に示します。
エンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼの類似点
- エンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼは、核酸を切断する 2 種類のヌクレアーゼです。
- エンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼの両方が DNA と RNA の両方に作用します。
- 両方のヌクレアーゼが細胞内の DNA 修復に関与しています。
エンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼの違い
定義
エンドヌクレアーゼ: エンドヌクレアーゼとは、両端のヌクレオチド以外のヌクレオチドを分離するポリヌクレオチド鎖を切断する酵素を指します。
エキソヌクレアーゼ: エキソヌクレアーゼとは、ヌクレオチドを1つずつ除去することにより、鎖の末端からポリヌクレオチド鎖を切断する酵素を指します。
作用機序
エンドヌクレアーゼ: エンドヌクレアーゼは、核酸の中央で核酸を切断します。
エキソヌクレアーゼ: エキソヌクレアーゼは核酸を末端で切断します。
ラグフェーズ
エンドヌクレアーゼ: 制限エンドヌクレアーゼは、活動する前にラグ期間を経ます。
エキソヌクレアーゼ: エキソヌクレアーゼには、活動する前にラグ期間がありません。
結果
エンドヌクレアーゼ: エンドヌクレアーゼはオリゴヌクレオチドを生成します。
エキソヌクレアーゼ: エキソヌクレアーゼは単一のヌクレオチドまたはヌクレオシドを生成します。
ブラント/スティッキー エンド
エンドヌクレアーゼ: エンドヌクレアーゼは、平滑末端または粘着末端のいずれかを形成します。
エキソヌクレアーゼ: エキソヌクレアーゼは粘着末端を形成します。
役割
エンドヌクレアーゼ: エンドヌクレアーゼは病原体の侵入をブロックします。
エキソヌクレアーゼ: エキソヌクレアーゼは、病原体の侵入をブロックする重要な役割はありません。
例
エンドヌクレアーゼ: DNase、S1 ヌクレアーゼ、および Bam などの制限酵素 H1、ヒン d III、およびエコ RI はエンドヌクレアーゼの例です。
エキソヌクレアーゼ: ヘビ毒、脾臓ホスホジエステラーゼ、DNA ポリメラーゼ III の 3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ ドメイン、5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性、および DNA ポリメラーゼ I の 3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ ドメインがエキソヌクレアーゼの例です。
結論
エンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼは 2 種類のヌクレアーゼであり、ヌクレオチド間のホスホジエステル結合を加水分解することによって核酸を切断します。エンドヌクレアーゼはポリヌクレオチド鎖を中央で切断しますが、エキソヌクレアーゼはポリヌクレオチド鎖を末端で切断します。制限エンドヌクレアーゼは、特定の配列でポリヌクレオチド鎖を切断するタイプのエンドヌクレアーゼです。エキソヌクレアーゼは、複製された DNA の校正において重要です。ただし、エンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼの主な違いは、ポリヌクレオチド鎖の切断場所です。
参照:
1. マクマホン、メアリー、および O. ウォレス。 「エンドヌクレアーゼとは？」ワイズギーク。 Conjecture Corporation、2017 年 7 月 4 日。ウェブ。こちらから入手できます。 2017 年 8 月 8 日.
2. 「エキソヌクレアーゼ」ウィキペディア。ウィキメディア財団、2017 年 8 月 1 日。ウェブ。こちらから入手できます。 2017.08.08.
3.ロディッシュ、ハーヴィー。 「DNA複製機械」。分子細胞生物学。第 4 版。国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日。ウェブ。こちらから入手できます。 2017 年 8 月 8 日。
画像提供:
1. 「HindIII 制限部位と粘着末端ベクター」 Helixitta 著 – Commons Wikimedia 経由の自身の作品 (CC BY-SA 4.0)
2. 「ポリI構造」Christopherrussell著– Gunther S、Rother K、Frommel C（CC BY-SA 3.0）、Commons Wikimedia経由
