Différence principale - Endonucléase vs Exonucléase

Les nucléases sont une classe d'hydrolases qui clivent les liaisons phosphodiester entre les nucléotides des acides nucléiques, à la fois l'ADN et l'ARN. Les nucléases peuvent être divisées en deux types en fonction du type d'acide nucléique substrat sur lequel elles travaillent: les ribonucléases et les désoxyribonucléases. Les ribonucléases agissent sur l'ARN tandis que les désoxyribonucléases agissent sur l'ADN. Les nucléases peuvent également être divisées en deux en tant qu'endonucléases et exonucléases. Les différence principale entre les endonucléases et les exonucléases est que l'endonucléase clive le brin d'acide nucléique au milieu tandis que l'exonucléase clive les brins d'acide nucléique aux extrémités. Le rôle majeur des nucléases à l'intérieur de la cellule est de participer aux mécanismes de réparation de l'ADN.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce qu'une endonucléase - Définition, caractéristiques, fonction 2. Qu'est-ce qu'une exonucléase - Définition, caractéristiques, fonction 3. Quelles sont les similitudes entre l'endonucléase et l'exonucléase – Aperçu des caractéristiques communes 4. Quelle est la différence entre l'endonucléase et l'exonucléase – Comparaison des principales différences

Termes clés: ADN, réparation de l'ADN, endonucléase, exonucléase, endonucléases de restriction, site de restriction, ARN

Qu'est-ce qu'une endonucléase

Une endonucléase est une classe d'hydrolase qui clive les acides nucléiques au milieu. L'action des endonucléases peut résulter en deux fragments ou plus d'acides nucléiques. Les endonucléases sont capables d'agir à la fois sur l'ADN et l'ARN. Le clivage de certaines endonucléases telles que les désoxyribonucléases (DNases) est non spécifique. Cependant, de nombreuses endonucléases clivent les séquences nucléotidiques cibles d'une manière spécifique. Ces types d'endonucléases spécifiques sont appelés endonucléases de restriction. Ils sont capables de reconnaître une séquence spécifique du brin d'acide nucléique. Ainsi, ces endonucléases de restriction subissent une période de latence avant leur action sur l'acide nucléique, en recherchant la séquence nucléotidique spécifique. Cette séquence nucléotidique spécifique est appelée site de restriction.

Figure 1: L'action de Hind III

Un site de restriction typique est une séquence palindromique de quatre à six nucléotides. De nombreuses endonucléases de restriction clivent les brins d'ADN, laissant des extrémités simple brin appelées extrémités collantes. En génie génétique, ce type d'endonucléases de restriction est largement utilisé pour produire de l'ADN recombinant en ligaturant ensemble différents brins d'ADN souhaités. La méthylation de l'ADN dans les organismes supérieurs empêche l'action des endonucléases sur leur génome. Cependant, l'ADN procaryote manque de méthylation. Par conséquent, l'ADN procaryote au sein d'un hôte eucaryote peut être facilement ciblé pour le clivage. La formation d'extrémités collantes par l'action de l'endonucléase de restriction, Hind III, est illustrée sur la figure 1.

Qu'est-ce qu'une exonucléase

Une exonucléase est un type d'hydrolase qui clivent la chaîne d'acide nucléique à son extrémité. Les exonucléases éliminent les nucléotides un par un de la chaîne d'acide nucléique en hydrolysant les liaisons phosphodiester aux extrémités 3' ou 5'. Trois types d'exonucléases peuvent être identifiés à la fois chez les procaryotes et les eucaryotes. Ce sont des exonucléases 5' à 3', des exonucléases 3' à 5' et des exonucléases 3' à 5' spécifiques de poly (A). Les trois types ont un rôle dans le renouvellement de l'ARNm. L'ADN polymérase III d'E. coli, qui catalyse l'ajout de nucléotides au brin en croissance pendant la réplication de l'ADN procaryote, consiste en une activité exonucléase 3' à 5' dans sa sous-unité. La sous-unité supprime les nucléotides mal appariés de la fin de la chaîne en croissance.

Figure 2: domaine exonucléase 3' à 5' de l'ADN polymérase I

L'activité exonucléase 3' à 5' de l'ADN polymérase III est appelée activité de relecture de l'enzyme. L'ADN polymérase I a à la fois une activité d'exonucléase 5' à 3' ainsi qu'une activité d'exonucléase 3' à 5'. L'activité exonucléase 5' à 3' peut éliminer jusqu'à dix nucléotides à la fois. Les exonucléases jouent un rôle vital dans la relecture de l'ADN, la réparation de l'ADN et la stabilisation de l'ADN. Le domaine d'exonucléase 3 'à 5' de l'ADN polymérase I est illustré à la figure 2.

Similitudes entre l'endonucléase et l'exonucléase

Différence entre l'endonucléase et l'exonucléase

Définition

Endonucléase: L'endonucléase fait référence à une enzyme qui clive la chaîne polynucléotidique en séparant les nucléotides autres que les deux extrémités.

Exonucléase: L'exonucléase fait référence à une enzyme qui clive la chaîne polynucléotidique de l'extrémité de la chaîne en éliminant les nucléotides un par un.

Mécanisme d'action

Endonucléase: Les endonucléases clivent les acides nucléiques au milieu des acides nucléiques.

Exonucléase: Les exonucléases clivent les acides nucléiques aux extrémités.

Phase de latence

Endonucléase: Les endonucléases de restriction subissent une période de latence avant leur activité.

Exonucléase: Les exonucléases n'ont pas de période de latence avant leur activité.

Résultats

Endonucléase: Les endonucléases donnent des oligonucléotides.

Exonucléase: Les exonucléases produisent des nucléotides ou des nucléosides uniques.

Extrémités émoussées/collantes

Endonucléase: Les endonucléases peuvent former des extrémités franches ou des extrémités collantes.

Exonucléase: Les exonucléases forment des extrémités collantes.

Rôle

Endonucléase: Les endonucléases bloquent l'entrée des agents pathogènes.

Exonucléase: Les exonucléases n'ont aucun rôle significatif dans le blocage de l'entrée des agents pathogènes.

Exemples

Endonucléase: Les DNases, la nucléase SI et les enzymes de restriction telles que Bam H1, Hind III et Eco RI sont des exemples d'endonucléases.

Exonucléase: Le venin de serpent, la phosphodiestérase de la rate, le domaine exonucléase 3' à 5' de l'ADN polymérase III, l'activité exonucléase 5' à 3' et le domaine exonucléase 3' à 5' de l'ADN polymérase I sont des exemples d'exonucléases.

Conclusion

Les endonucléases et les exonucléases sont deux types de nucléases, qui clivent les acides nucléiques en hydrolysant les liaisons phosphodiester entre les nucléotides. Les endonucléases clivent la chaîne polynucléotidique au milieu tandis que les exonucléases clivent la chaîne polynucléotidique aux extrémités. Les endonucléases de restriction sont un type d'endonucléases qui clivent la chaîne polynucléotidique au niveau d'une séquence spécifique. Les exonucléases sont importantes dans la relecture de l'ADN répliqué. Cependant, la principale différence entre l'endonucléase et l'exonucléase réside dans le lieu de clivage de la chaîne polynucléotidique.

Référence:

1. McMahon, Mary et O. Wallace. « Qu'est-ce qu'une endonucléase ? » WiseGEEK. Conjecture Corporation, 4 juillet 2017. Web. Disponible ici. 08 août 2017. 2. « Exonucléase ». Wikipédia. Wikimedia Foundation, 01 août 2017. Web. Disponible ici. 08 août 2017.3. Lodish, Harvey. « La machine de réplication de l'ADN ». Biologie cellulaire moléculaire. 4e édition.U.S. Bibliothèque nationale de médecine, 01 janvier 1970. Web. Disponible ici. 08 août 2017.

Image de courtoisie:

1. «Site de restriction HindIII et vecteur d'extrémités collantes» Par Helixitta - Travail personnel (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia2. "Structure Poly I" de Christopherrussell - Gunther S, Rother K, Frommel C (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia