Η βασική διαφορά μεταξύ ισοσχιζομερών και νεοσχιζομερών είναι ότι τα ισοσχιζομερή είναι ένζυμα περιορισμού που έχουν την ίδια αλληλουχία αναγνώρισης και διασπούν το DNA στις ίδιες θέσεις, ενώ τα νεοσχιζομερή είναι ένζυμα περιορισμού που έχουν την ίδια αλληλουχία αναγνώρισης αλλά διασπούν το DNA σε διαφορετικές θέσεις.
Τα ένζυμα περιορισμού ή οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες είναι ένζυμα που διασπούν το DNA σε θραύσματα σε ή κοντά σε συγκεκριμένες θέσεις αναγνώρισης. Έκοψαν το DNA σε περιοριστικά σημεία. Τα περιοριστικά ένζυμα ταξινομούνται συνήθως σε πέντε ομάδες με βάση τη δομή, εάν κόβουν το υπόστρωμα DNA τους στη θέση αναγνώρισής τους και εάν οι θέσεις αναγνώρισης και διάσπασης είναι ξεχωριστές η μία από την άλλη. Έχουν ήδη αναγνωριστεί περισσότερες από 3600 περιοριστικές ενδονουκλεάσες. Περίπου 800 ένζυμα περιορισμού είναι διαθέσιμα στο εμπόριο. Τα ισοσχιζομερή και τα νεοσχιζομερή είναι δύο τύποι περιοριστικών ενζύμων με βάση τη θέση αναγνώρισης και την ειδικότητα διάσπασης.
Τι είναι τα ισοσχιζομερή;
Τα ισοσχιζομερή είναι ένζυμα περιορισμού που έχουν την ίδια αλληλουχία αναγνώρισης και διασπούν το DNA στις ίδιες θέσεις. Αυτά τα περιοριστικά ένζυμα έχουν την ίδια ειδικότητα. Το πρώτο που ανακαλύφθηκε περιοριστικό ένζυμο που αναγνωρίζει μια δεδομένη αλληλουχία είναι γνωστό ως πρωτότυπο, ενώ όλα τα ένζυμα περιορισμού που αναγνωρίστηκαν στη συνέχεια που αναγνωρίζουν την ίδια αλληλουχία ονομάζονται ισοσχιζομερή. Ωστόσο, τα ισοσχιζομερή μπορεί να διαφέρουν ως προς τις προτιμήσεις θέσης, τις συνθήκες αντίδρασης, την ευαισθησία μεθυλίωσης και τη δραστηριότητα του αστεριού. Τα ισοσχιζομερή απομονώνονται από διαφορετικά στελέχη βακτηρίων. Επομένως, μπορεί να απαιτούν διαφορετικές συνθήκες αντίδρασης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μόνο ένα από ένα ζεύγος ισοσχιζομερών μπορεί να αναγνωρίσει τόσο μεθυλιωμένη όσο και μη μεθυλιωμένη μορφή θέσεων περιορισμού. Από την άλλη πλευρά, το άλλο ένζυμο περιορισμού μπορεί να αναγνωρίσει μόνο τη μη μεθυλιωμένη μορφή της θέσης περιορισμού. Αυτό το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό των ισοσχιζομερών βοηθά στην αναγνώριση της κατάστασης μεθυλίωσης της θέσης περιορισμού ενώ την απομονώνει από μια βακτηριακή κατάσταση.
Για παράδειγμα, το AgeI και το BshT1 αναγνωρίζουν και διασπούν το 5'-A↓CCGGT με το ίδιο μοτίβο. Τα HpaII και MSPI είναι άλλα ζεύγη ισοσχιζομερών. Και οι δύο αναγνωρίζουν την αλληλουχία 5'-C↓CGG-3' όταν είναι μη μεθυλιωμένη. Αλλά όταν το δεύτερο C της αλληλουχίας είναι μεθυλιωμένο, μόνο το MSPI μπορεί να αναγνωρίσει αυτήν την αλληλουχία ενώ το HpaII δεν μπορεί να την αναγνωρίσει.
Τι είναι τα νεοσχιζομερή;
Τα νεοσχιζομερή είναι ένζυμα περιορισμού που έχουν την ίδια αλληλουχία αναγνώρισης αλλά διασπούν το DNA σε διαφορετικές θέσεις. Σε ορισμένες ειδικές μοριακές βιολογικές εφαρμογές, αυτό είναι ένα πολύ χρήσιμο χαρακτηριστικό. Τα νεοσχιζομερή είναι ένα υποσύνολο ισοσχιζομερών. Γνωστά παραδείγματα για νεοσχιζομερή είναι τα SmaI (5'-CCC↓GGG-3') και XmaI (5'-C↓CCGGG-3'). και τα δύο αναγνωρίζουν την αλληλουχία 5'-CCCGGG-3' αλλά τα διασπούν σε διαφορετική θέση. Έτσι, αυτά τα δύο περιοριστικά ένζυμα δημιουργούν διαφορετικούς τύπους άκρων. Σε αυτήν την περίπτωση, το SmaI παράγει αμβλεία άκρα και το XmaI παράγει 5' προεξέχοντα άκρα.
Εικόνα 01: Νεοσχιζομερή
Ένα άλλο παράδειγμα είναι το ζεύγος ενζύμων περιορισμού MaeII και Tail. Το πρωτότυπο MaeII (A↓CGT) παράγει θραύσματα DNA με προέκταση 2 βάσεων και ουρά νεοσχιζομερών (ACGT↓) παράγει θραύσματα DNA με επέκταση 4 βάσεων.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ ισοσχιζομερών και νεοσχιζομερών;
- Τα ισοσχιζομερή και τα νεοσχιζομερή είναι δύο τύποι περιοριστικών ενζύμων.
- Βρίσκονται κυρίως σε προκαρυώτες.
- Αποτελούν μέρος του συστήματος περιορισμού-τροποποίησης (RM) που βρίσκεται σε βακτήρια και αρχαία.
- Και τα δύο είναι μόρια πρωτεΐνης.
- Και τα δύο διασπούν το DNA σε θραύσματα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ισοσχιζομερών και νεοσχιζομερών;
Τα ισοσχιζομερή είναι ένζυμα περιορισμού που έχουν την ίδια αλληλουχία αναγνώρισης και διασπούν το DNA στις ίδιες θέσεις, ενώ τα νεοσχιζομερή είναι ένζυμα περιορισμού που έχουν την ίδια αλληλουχία αναγνώρισης αλλά διασπούν το DNA σε διαφορετικές θέσεις. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ ισοσχιζομερών και νεοσχιζομερών. Επιπλέον, τα ισοσχιζομερή έχουν τις ίδιες ειδικότητες ενώ τα νεοσχιζομερή διαφορετικές ειδικότητες.
Το παρακάτω infographic παραθέτει τις διαφορές μεταξύ ισοσχιζομερών και νεοσχιζομερών σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Ισοσχιζομερή εναντίον Νεοσχιζομερών
Τα ένζυμα περιορισμού είναι ένζυμα κοπής DNA. Ονομάζονται επίσης μοριακό ψαλίδι. Υπάρχουν διάφοροι τύποι περιοριστικών ενζύμων. Με βάση τη θέση αναγνώρισης και την ειδικότητα διάσπασης, τα περιοριστικά ένζυμα είναι δύο τύπων, όπως ισοσχιζομερή και νεοσχιζομερή. Τα ισοσχιζομερή έχουν την ίδια αλληλουχία αναγνώρισης και διασπούν το DNA στις ίδιες θέσεις ενώ τα νεοσχιζομερή έχουν την ίδια αλληλουχία αναγνώρισης αλλά διασπούν το DNA σε διαφορετικές θέσεις. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ ισοσχιζομερών και νεοσχιζομερών.
