تلعب نوكليازات دورًا لا غنى عنه في تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف ، وعلم الوراثة ، والهندسة الوراثية. نظرًا لقدرتها على قطع مقاطع الحمض النووي ، فإن للنوكليازات تطبيقات عملية مختلفة. نوكلياز داخلي و نوكلياز خارجي نوعان من هذه الأنواع من نوكليازات. على الرغم من الخلط بين المعنى نفسه ، إلا أن نوكلياز داخلي ونوكلياز خارجي لهما خصائص مختلفة لإثبات اختلافهما.
نوكلياز مقابل نوكلياز خارجي
الفرق بين نوكلياز داخلي و نوكلياز خارجي هو أن نوكلياز داخلي هو مجموعة من الإنزيمات التي تقطع أجزاء DNA من الجانب الداخلي. من ناحية أخرى ، تقوم إنزيمات نوكلياز خارجية بقطع أجزاء الحمض النووي من النهايات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إنزيمات نوكلياز داخلية لها نهايات لزجة أو غير حادة. في المقابل ، فإن إنزيمات نوكلياز خارجية لها نهايات لزجة.
يشير نوكلياز داخلي إلى مجموعة الإنزيمات الموجودة داخل سلسلة البولينوكليوتيد التي تشق رابطة الفوسفوديستر. نوكلياز التقييد هو أحد أكثر أنواع نوكلياز داخلية شيوعًا. وتتمثل مهمتها في قطع جزء الحمض النووي في موقع التعرف عليه. والأهم من ذلك ، أن إنزيمات نوكلياز تقطع جزء الحمض النووي من الجانب الداخلي.
تشير نوكليازات خارجية إلى مجموعة الإنزيمات التي تعمل عن طريق قطع النيوكليوتيدات واحدًا تلو الآخر من Exo (نهاية) سلسلة بولي نيوكليوتيد. لديه القدرة على قطع كل من DNA و RNA. إن التطبيق الأكثر حيوية للنوكلياز الخارجي هو المساعدة في إصلاح الحمض النووي. والأهم من ذلك ، أن إنزيمات نوكلياز خارجية تقطع أجزاء الحمض النووي من النهايات.
جدول المقارنة بين نوكلياز داخلي و نوكلياز خارجي
| معلمات المقارنة | نوكلياز | نوكلياز خارجي |
| تعريف | يشير مصطلح نوكلياز داخلي إلى مجموعة الإنزيمات التي تقطع أجزاء الحمض النووي من الجانب الداخلي. | يشير نوكلياز خارجي إلى مجموعة الإنزيمات التي تقطع جزء الحمض النووي من النهايات. |
| فترة التأخير | تحدث نوكليازات داخلية ، مثل نوكلياز تقييد ، فترة تأخير قبل تنفيذ مهمتها المحددة. | في نوكليازات خارجية ، هناك غياب لفترة تأخير قبل بدء مهمتهم المحددة. |
| النتائج في | ينتج عن تشقق أجزاء الحمض النووي أليغنوكليوتيدات. | ينتج عن انشقاق أجزاء الحمض النووي وجود نيوكليوسيدات. |
| دور | تلعب إنزيمات نوكلياز دورًا في الدفاع لأنها تمنع دخول مسببات الأمراض. | تفتقر نوكليازات إلى أي وظائف دفاعية. |
| نهايات حرة | إنزيمات نوكلياز لا تتطلب 3 نهايات و 5 نهايات لأداء وظائفها. | تتطلب نوكليازات خارجية نهايات مجانية لبدء مهامهم المحددة. |
ما هو نوكلياز داخلية؟
يشير نوكلياز داخلي إلى مجموعة الإنزيمات الموجودة داخل سلسلة البولينوكليوتيد التي تشق رابطة الفوسفوديستر. تقوم بعض إنزيمات نوكلياز ، على سبيل المثال ، ديوكسي ريبونوكلياز 1 ، بقطع حمض ديوكسي ريبونوكلييك دون أي اعتبار للتسلسل. من ناحية أخرى ، فإن معظم إنزيمات نوكلياز داخلية تشق عند متواليات نوكليوتيد محددة للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، يطلق عليهم أيضًا اسم إنزيمات التقييد.
واحدة من أكثر مجموعات نوكليازات حيوية هي إنزيمات التقييد. تحتوي إنزيمات التقييد على ثلاث فئات بناءً على آلية عملها: النوع الأول والنوع الثاني والنوع الثالث. أحد التطبيقات العملية لهذه الإنزيمات هو في الهندسة الوراثية. علاوة على ذلك ، يوجد المئات من نوكليازات التقييد ويتولى كل واحد منهم مهاجمة موقع معين.
الخلايا البكتيرية هي المصدر الطبيعي للنوكلياز الداخلي التقييد. علاوة على ذلك ، فإن نهايات نوكليازات إما حادة أو لزجة. مثال على نوكلياز مشهور هو Cas9. أمثلة أخرى من نوكليازات داخلية هي BamHI و Deoxyribonuclease I و EcoRI.
تعتبر نوكليازات داخلية حيوية لعدة أسباب. ومع ذلك ، فإن أحد الأسباب الأكثر بروزًا هو قدرتها على إصلاح خلايا الحمض النووي التالفة بدقة. وهذا بدوره يساعد على تجنب أي ضرر إضافي للأنزيمات الأخرى. بصرف النظر عن هذا ، فإن بعض إنزيمات نوكلياز داخلية دفاعية في الوظيفة. وبالتالي ، فإنها تمنع دخول بعض مسببات الأمراض.
ما هو نوكلياز خارجي؟
تشير نوكليازات خارجية إلى مجموعة الإنزيمات التي تعمل عن طريق قطع النيوكليوتيدات واحدًا تلو الآخر من Exo (نهاية) سلسلة بولي نيوكليوتيد. تقطع هذه الإنزيمات النيوكليوتيدات إما من 3 أو 5 في وقت واحد محدد. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل نوكلياز خارجي بمثابة إنزيم تحلل مائي. وهي تتكون من مجموعة كبيرة من الإنزيمات المميزة من الناحية الكيميائية الحيوية والهيكلية والتي تمتلك خصائص متنوعة.
إن المعرفة الواسعة بإنزيمات نوكلياز داخلية هي نتيجة لتوصيف منظم من بكتيريا الإشريكية القولونية. في خلية الإشريكية القولونية المفردة ، يوجد أكثر من 20 نشاطًا متنوعًا للنوكلياز الخارجي. تم العثور على نوكلياز خارجي في البشر والبكتيريا والحيوانات والحشرات. ومن المثير للاهتمام أن سم السحالي والثعابين يتكون من إنزيمات نوكلياز خارجية.
تلعب إنزيمات نوكلياز خارجية دورًا حيويًا في التمثيل الغذائي الخلوي والصيانة. علاوة على ذلك ، فهي جوانب مهمة لاستقرار الجينوم لأنها تقطع الحمض النووي من الأطراف الحرة. قد يكون للنوكليازات الخارجية دور في إصلاح خلايا الحمض النووي التالفة. ومع ذلك ، ليس لديهم وظيفة دفاعية. نتيجة لذلك ، قد تكون نوكليازات خارجية غير فعالة للحماية من مسببات الأمراض.
عادة ما تفتقر نوكليازات إلى اعتبار محدد للتسلسل. وبالتالي ، فهي إنزيمات غير محددة. بعض الأمثلة على إنزيمات نوكلياز خارجية هي سم السحلية و نوكلياز خارجي 1. في حالة إنزيمات نوكلياز خارجية ، تكون فترة التأخر غائبة قبل النشاط. بشكل قاطع ، نوكليازات خارجية هي مجموعة من الإنزيمات التي تخدم وظائف متعددة الأوجه.
الاختلافات الرئيسية بين نوكلياز داخلي و نوكلياز خارجي
استنتاج
وهكذا ، فإن التعريف ، وفترة التأخر ، والانقسام ، والنهايات ، وخصوصية نوكلياز داخلي ونوكلياز خارجي تثبت أنها مختلفة. إنزيمات نوكلياز محددة التسلسل. نتيجة لذلك ، يبدأون عملهم فقط عندما يجدون موقع التعرف الدقيق الخاص بهم. من ناحية أخرى ، تعمل نوكليازات خارجية بشكل عشوائي. وبالتالي ، ليس لديهم اعتبار محدد للتسلسل.
تتمثل الوظيفة الرئيسية للنوكلياز الداخلي في منع دخول بعض مسببات الأمراض. ومع ذلك ، لا تلعب إنزيمات نوكلياز خارجية دورًا في الدفاع. ومع ذلك ، فإنها تلعب دورًا حيويًا في التمثيل الغذائي الخلوي والحفاظ عليه. في الختام ، كل من نوكلياز داخلي ونوكلياز خارجي محددان في وظائفهما وخصائصهما وخصائصهما.
