Үндсэн ялгаа – Эндонуклеаз ба экзонуклеаз
Эндонуклеаз ба экзонуклеаза хоёрын ялгааг харахаас өмнө нуклеаз гэж яг юу болохыг мэдэх нь чухал. Нуклеаз нь нуклейн хүчлүүд дэх нуклеотидын хоорондох фосфодиэфирийн холбоог таслах чадвартай фермент юм. Эндонуклеаз ба экзонуклеаза нь нуклеазын хоёр ангилал юм. Эндонуклеаз ба экзонуклеаза хоёрын гол ялгаа нь эндонуклеазууд нь нуклейн хүчлийн молекул доторх нуклеотидуудын хоорондын холбоог салгадаг бол экзонуклеазууд нуклейн хүчлийн молекулын 3' эсвэл 5' төгсгөлд байрлах нуклеотидуудын хоорондын холбоог тасалдагт оршино.
Нуклеаз гэж юу вэ?
Нуклеаз нь нуклейн хүчлүүдийн нуклеотидын хоорондох фосфодиэфирийн холбоог салгах чадвартай фермент юм. Энэ нь нуклеотидын хоорондох химийн холбоог гидролиз болгодог тул гидролазын ферментийн бүлэгт багтдаг. Энэ фермент нь эсэд тохиолддог байгалийн ДНХ-ийг засах механизм болон ген клончлох, рекомбинант ДНХ технологи, RFLP, AFLP, генийн дараалал тогтоох, генийн эмчилгээ, геномын зураглал гэх мэт биотехнологийн процессуудад зайлшгүй шаардлагатай.
Нуклеазын хоёр үндсэн төрөл байдаг: РНХ ба ДНХ-ийн мономеруудын хоорондох химийн холбоог тасалдаг рибонуклеаза ба дезоксирибонуклеаза. Нуклеазуудын үйл ажиллагааны байршлын дагуу тэдгээрийг эндонуклеаз ба экзонуклеаза гэсэн хоёр бүлэгт хуваадаг. Эндонуклеазууд нь нуклейн хүчлүүдийн тодорхой дарааллын бүс нутгийг таньж, нуклейн хүчлүүдийн дунд байрлах нуклеотидын хоорондох фосфодиэстерийн холбоог тасалдаг. Экзонуклеазууд нь нуклейн хүчлүүдийн төгсгөлд байрлах нуклеотидын хоорондох фосфодиэстерийн холбоог тасалдаг.
Зураг 1: Нуклеазын үйл ажиллагаа
Эндонуклеаз гэж юу вэ?
Эндонуклеаз нь нуклейн хүчлийг дунд хэсгээс нь салгадаг нуклеазын нэг төрөл юм. Энэ нь нуклейн хүчлийн тодорхой нуклеотидын дарааллыг таньж, нуклеотидын хоорондох химийн холбоог тасалдаг. Тэдгээрийг мөн хязгаарлалтын эндонуклеазууд гэж нэрлэдэг бөгөөд учир нь тэд тусгай хязгаарлалтын газруудыг хайж, холбоосыг задалж, хязгаарлалтын хэсгүүдийг үүсгэдэг. 100 гаруй хязгаарлалтын эндонуклеазыг бактери болон археид илрүүлсэн бөгөөд тэдгээрийг арилжааны зорилгоор олж авдаг.
Хязгаарлалтын эндонуклеазуудыг биотехнологид өргөнөөр ашигладаг. Тэд молекул клончлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдгээрийн ихэнх нь хоёр уургийн дэд нэгжээс бүрдсэн димерийн ферментүүд юм. Хоёр уургийн дэд хэсэг нь давхар судалтай ДНХ-г ороож, хоёр хэлхээг хоёр талаас нь тусад нь тасалдаг. Бактери дахь өвөрмөц таних цэг бүхий хязгаарлагдмал эндонуклеазын олон зуун төрөл байдаг. Хязгаарлалтын өндөр өвөрмөц байдлаас шалтгаалан тэдгээр нь зөвхөн тодорхой дарааллаар хуваагддаг. Тиймээс тэдгээрийг рекомбинант ДНХ технологид маш их хэрэгтэй молекулын хэрэгсэл гэж үздэг. Эндонуклеазыг хязгаарлахгүйгээр рекомбинант ДНХ молекулыг үйлдвэрлэх боломжгүй юм. Рекомбинант ДНХ молекулыг бий болгох нь ихэнх молекул биологийн технологийн үндсэн алхам юм.
Хязгаарлалтын эндонуклеазаар өвөрмөц дарааллыг танихын тулд дараах жишээ уншигчдад тусална.
Bam HI нь хязгаарлах эндонуклеаз бөгөөд ДНХ-ийн молекул дахь дараах хязгаарлалтын хэсгийг хайдаг (талбайг улаан үсгээр харуулсан).
Бэм HI нь хязгаарлалтын хэсгээс нуклейн хүчлийг салгасны дараа дараах хоёр фрагментийг үүсгэдэг.
EcoRI нь рекомбинант ДНХ-ийн технологид өндөр ач холбогдолтой өөр нэг хязгаарлалтын эндонуклеаз бөгөөд 2-р зурагт үзүүлсэн шиг хязгаарлалтыг таних тусгай хэсэгт үйлчилж, ДНХ-г задалдаг.
Зураг 2: EcoRI
Эксонуклеаз гэж юу вэ?
Эксонуклеаза нь нуклейн хүчлийн гинжин хэлхээний 3' эсвэл 5' төгсгөл дэх нуклеотидын хоорондох химийн холбоог тасалдаг нуклеаза фермент юм. Энэ нь гинжин хэлхээний төгсгөлд байгаа ганц нуклеотидыг задалж, фосфатын бүлгүүдийг ус руу шилжүүлэх замаар нуклеозид үүсгэдэг. Экзонуклеазууд нь архей, бактери, эукариотуудад байдаг. E coli-д ДНХ полимерууд 1, 2, 3 зэрэг 17 өөр экзонуклеаз байдаг. Хэд хэдэн ДНХ полимеразууд 3’-аас 5' хүртэлх экзонуклеаз унших идэвхийг харуулдаг.
Эксонуклеазууд нь ДНХ-ийг засах, генийн рекомбинаци, мутаци үүсэхээс урьдчилан сэргийлэх, геномыг тогтворжуулах зэрэгт чухал үүрэгтэй.
Зураг 3: E Coli-ийн RecBCD-ийн экзонуклеазын үйлдэл
Эндонуклеаз болон экзонуклеаз хоёрын ялгаа нь юу вэ?
Эндонуклеаз ба экзонуклеаз |
|
| Эндонуклеаза нь нуклейн хүчлийн молекул доторх нуклеотидын хоорондын холбоог тасалдаг нуклеазын ферментийн нэг төрөл юм. | Эксонуклеаза нь нуклейн хүчлийн молекулын 3' эсвэл 5' төгсгөл дэх нуклеотидын хоорондын холбоог тасалдаг нуклеаза ферментийн нэг төрөл юм. |
| Эцсийн бүтээгдэхүүн | |
| Эндонуклеазууд нь олигонуклеотидын хязгаарлалтын хэсгүүдийг үүсгэдэг | Эксонуклеотидууд нуклеозид үүсгэдэг |
| Функц | |
| Тэд фосфодиэфирийн холбоог тасалж, хязгаарлалтын хэсгүүдийг үүсгэдэг. Гэхдээ тэд нуклеотидыг нэг нэгээр нь арилгадаг. | Тэд нуклейн хүчлүүдийн төгсгөлөөс нуклеотидыг нэг нэгээр нь зайлуулдаг. |
| Жишээ | |
| Жишээ нь Bam HI, EcoRI, Hind III, Hpa I, Sma I, | Жишээ нь: Exonuclease I, Exonuclease III, RecBCD (Exonuclease V), RecJ exonuclease, Exonuclease VIII/RecE, Exonuclease IX, Exonuclease T, Exonuclease X гэх мэт. |
Хураангуй – Эндонуклеаз ба экзонуклеаз
Нуклеазууд нь нуклейн хүчлүүдийн нуклеотидуудын хоорондын фосфодиэфирийн химийн холбоог таслах үүрэгтэй. Нуклеазууд нь нуклейн хүчлийн гинжин хэлхээний дотор эсвэл төгсгөлд үйлчилж болно. Үйлдлийн талбайн дагуу организмд хоёр үндсэн төрлийн нуклеаз байдаг. Эдгээр нь эндонуклеаз ба экзонуклеаз юм. Эндонуклеазууд нь нуклеотидыг гинжин хэлхээний дундаас салгадаг бол экзонуклеазууд нь нуклейн хүчлийн гинжин хэлхээний төгсгөлөөс нуклеотидуудыг салгадаг. Эндонуклеазууд нь нуклейн хүчлийн гинжин хэлхээний тодорхой суурийн дарааллыг таньж, нуклеотидын хоорондын холбоог тасалдаг тул рекомбинант ДНХ технологид маш чухал юм.
