Endonuklease
Englisch: endonuclease
Definition
Endonukleasen sind Nukleasen aus der Gruppe III nach EC-Klassifikation (Hydrolasen). Die Enzyme spalten hydrolytisch die Phosphodiesterbindung der DNA und/oder RNA und führen zu deren Abbau. Sie unterscheiden sich von Exonukleasen dadurch, dass sie nicht von den Enden, sondern innerhalb der Nukleinsäure schneiden.
Hintergrund
Endonukleasen sind essenziell für verschiedene zelluläre Prozesse, darunter DNA-Reparatur, Rekombination, Restriktion von Fremd-DNA und Apoptose. Sie sind sowohl in Prokaryoten als auch in Eukaryoten verbreitet.
Klassifikation
Endonukleasen lassen sich grob in zwei Hauptgruppen unterteilen:
- Unspezifische Endonukleasen schneiden DNA oder RNA unabhängig von einer bestimmten Sequenz (z.B. DNase I und RNase A).
- Spezifische Endonukleasen (Restriktionsenzyme) binden an spezifische DNA-Sequenzen und schneiden selektiv an definierten Stellen.
Funktionsweise
Endonukleasen katalysieren die Hydrolyse der Phosphodiesterbindung zwischen Nukleotiden. Je nach Enzym erfolgt der Schnitt:
- Einsträngig ("Nick")
- Doppelsträngig
Einige Endonukleasen benötigen Cofaktoren wie Magnesiumionen (Mg2+), um aktiv zu sein.
Verwendung
- Genomeditierung: Durch Systeme wie das CRISPR-System können gezielte Mutationen oder Korrekturen durchgeführt werden.
- Krebstherapie: Endonukleasen spielen bei der Apoptose eine Rolle, z.B. durch Caspase-aktivierte DNasen (CAD).
- Molekularbiologie: Bei der Klonierung und DNA-Analyse sind Restriktionsendonukleasen ein zentraler Bestandteil.