Eksonükleaz

Pol I'in 3'-5' Eksonükleaz kısmı

Eksonükleaz bir nükleik asit zincirinin ucundan nükleotitleri teker teker kesen enzimdir. Bu zincirlerin 3' veya 5' uçlarındaki fosfodiester bağlarını kıran bir hidroliz tepkimesi olur, bu yüzden bu enzimler fosfoesteraz olarak tanımlanabilirler. Buna karşın, bir diğer fosfoesteraz tipi olan endonükleazlar bir polinükleotit zincirlerinin ortasındaki fosfodiester bağlarını keser.

Gruplandırma

Eksonokleazlar başlangıçta kestikleri nükleik asitin DNA veya RNA olmasına göre sınıflandırılırdı. Zaman içinde yeni enzimler keşfedildikçe gruplandırmanın daha karmaşık olması gerektiği ortaya çıktı. DNA- ve RNA-spesifik eksonükleazlara ek olarak non-spesifik eksonükleazlar de vardır. Bazı nükleazlar, örneğin mikrokokkal nükleaz, nükleik asitleri hem endonükleolitik hem de eksonükleolitik kesebilmektedir. Önceleri, Eksonükleazların nükleik asitlerin serbest uçlarından nükleotitleri kırptığı tanımı yeterli görünse de, sonraları bazı endonükleazların, DNA'yı içten kesse de, kesecekleri molekülü tanımak için onun serbest bir uca sahip olmasını gerektiği bulunmuş (yani dairesel DNA'yı kesememektedirler) ve bunlar da eksonükleaz grubuna dahil edilmiştir.

Eksonükleazlar kestikleri nükleik asit tipine göre eksoribonükleaz (RNA molekülleri kesen eksonükleaz), eksodeoksiribonükleaz (DNA kesen eksonükleaz) veya genel olarak eksonükleaz (hem RNA hem DNA'yı keser) olarak gruplandırılabilir. Kestikleri nükleik asidin hangi ucundan kestiklerine bağlı olarak 3'-5' eksonükleaz aktiviteli (3' uçtan nükleotitler çıkarır) ve 5'-3' eksonükleaz aktiviteli (5' uçtan nükleotitler çıkarır) eksonükleazlardan bahsedilebilir, bazı eksonükleazlar ise her iki uçtan da kesebilir. Eksonükleazların bir diğer gruplandırması, kestikleri nükleik asitin tek veya çift iplikli olmasıdır, buna bağlı olarak çift iplikli DNA eksonükleaz ve tek iplikli DNA eksonükleazı olarak nitelendirilebilir. Eksonükleazlar 5' veya 3'-hidroksili fosfatlı olan bir mononükleotit üretirler ama hem 3' hem 5' hidroksili fosfatlı ürün veren eksonükkleaz yoktur.

Eksonükleaz IX, bazları çıkarılmış DNA'yı 3'ucundan kırpar.

Testler

Bir enzimin eksonükleaz olduğunun tespiti için kullanılacak çeşitli testler vardır. Bir nükleazın ekonükleaz mı endonükleaz mı olduğunu anlamak için viskozite ve spektrometrik test yapmak klasik bir yöntemdir. Eğer DNA ile karıştırılan enzim, DNA'nın viskozitesini önemli derecede azaltmazsa ama spektroskopik yöntemle hiperkromisite (ışık soğurumu artması) gözlemlenirse, bu onun bir eksonükleaz olduğuna işarettir.

Biyolojik fonksiyonları

DNA eksonükleazları DNA ikileşmesi, tamiri, rekombinasyon ve telomer bakımında rol oynarlar.

RNA eksonükleazları RNA işlemlenmesinde rol oynar. Bunların arasında poli(A)-spesifik RNazlar mRNA'ların kontrollü yıkımında görev alır, RNaz D, tRNA'ların olgunlaşmasında rol oynar.

Laboratuvarda kullanım

Eksonükleazlar DNA veya RNA zincirlerinin uç nükleotitlerinin çıkartılmasında kullanılırlar. Dairesel DNAların serbest uçları olmadığı için eksonükleazlar bunlara etki etmez ama arzu edilmeyen doğrusal DNAları (kromozomal parçalar) sindirir. Benzer şekilde, bazı eksonükleazlar (eksonükleaz 1 gibi), çentikli dairesel DNAları sindirebildiği için bunlardan kurtulmak için kullanılabilirler.

• Eksonükleaz III, çift iplikli DNAyı 3´→5´yönünde sindirir. Çeşitli uzunlukta kısaltılmış DNA parçaları üretmek için kullnaılır.
• Eksonükleaz I DNAyı 3'-5' yönünde keser. Çift iplikli DNA'daki çentiklerden itibaren kesebildiği için dairesel DNA'da çentik olup olmadığını anlamak için kullanılır. Ayrıca PCR reaksiyonunun ardından kalan primerleri temizlemek için kullanılır.

Kaynakça

• Molecular Biology of Nucleases

Dış bağlantılar

• Eksonükleaz sınıflandırması (GO terimleri)
• Üç boyutlu yapı