Die Hauptunterschied zwischen DNA und DNase ist das DNA ist eine Nukleinsäure, während DNase ein Enzym ist, insbesondere eine Endonuklease. Darüber hinaus dient DNA als Erbmaterial der meisten Organismen auf der Erde, während DNase Phosphodiesterbindungen zwischen Nukleinsäuremonomeren der DNA spaltet.

DNA und DNase sind zwei verwandte Biomoleküle, die als Substrat bzw. Enzym dienen. Beide spielen eine wichtige Rolle in der rekombinanten DNA-Technologie.

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Was ist DNA?

DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist eine der beiden Arten von Nukleinsäuren. Es kommt bei Eukaryoten im Zellkern und bei Prokaryoten im Zytoplasma vor. DNA ist ein Polymer von DNA-Nukleotiden. Jedes DNA-Nukleotid enthält eine stickstoffhaltige Base und eine Phosphatgruppe, die an den Desoxyribose-Zucker gebunden ist. Die vier Arten von stickstoffhaltigen Basen, die in der DNA vorkommen, sind Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T). Jedes DNA-Nukleotid verbindet das nächste DNA-Nukleotid über eine Phosphodiesterbindung, die zwischen der 3’-Hydroxylgruppe des vorhandenen Nukleotids und der 5’-Phosphatgruppe des eingehenden Nukleotids auftritt.

Unter physiologischen Bedingungen existiert DNA als doppelsträngiges Molekül. Dies bedeutet, dass jedes DNA-Molekül aus zwei DNA-Strängen besteht, die durch die Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten werden, die zwischen komplementären Stickstoffbasen der beiden Stränge gebildet werden. Daher sind die beiden Stränge im DNA-Molekül antiparallel; ein Strang verläuft von 5' nach 3' Richtung, während der gegenüberliegende Strang von 3' nach 5' Richtung verläuft.

Abbildung 1: DNA-Struktur

Darüber hinaus dient DNA als Erbgut der meisten Organismen. Es speichert biologische Informationen, die für das Wachstum, die Entwicklung und die Fortpflanzung des Organismus benötigt werden. Gene sind die Erbeinheiten des DNA-Moleküls. Sie werden einer Transkription und Translation unterzogen, um funktionelle Moleküle einschließlich Proteinen und RNA zu produzieren. Darüber hinaus ist DNA ein selbstreplizierendes Molekül und kann in einem als DNA-Replikation bezeichneten Prozess neue DNA aus der vorhandenen DNA synthetisieren. Da DNA beispielsweise für eine riesige Menge biologischer Informationen kodiert, handelt es sich um ein großes Molekül. Um sich innerhalb der Zelle zu verpacken, bildet die DNA daher Chromosomen, eine Art höherer Organisation der DNA zusammen mit Proteinen.

Was ist DNase?

DNase ist eine Art DNA-bindendes Protein, das als Nuklease dient, die die hydrolytische Spaltung von Phosphodiesterbindungen im DNA-Rückgrat katalysiert. Im Allgemeinen ist DNase eine Endonuklease, die irgendwo in der Mitte des DNA-Strangs spaltet. Die beiden Haupttypen von DNasen sind DNase I und DNase II. Das menschliche Gen DNASE1 kodiert für die DNase I, die vorzugsweise die Phosphodiesterbindung benachbart zu einem Pyrimidinnukleotid spaltet. DNase I kann auf Chromatin, doppelsträngige und einzelsträngige DNA wirken. Die Hauptfunktion von DNase I in menschlichen Zellen besteht darin, DNA zu recyceln. Es ist auch an der DNA-Fragmentierung während der Apoptose beteiligt. Andererseits ist DNase II eine Endonuklease, die nur einzelsträngige DNA spaltet. Außerdem ist es bei saurem pH-Wert funktionell. Daher wird diese Art von DNase auch als saure DNase bezeichnet.

Abbildung 2: Wirksame DNase-I-Regionen auf Chromatin

Beispielsweise dient DNase I als leistungsfähiges Forschungswerkzeug zur Manipulation von DNA. Es wird verwendet, um DNA während der RNA-Isolierung und bei der Vorbereitung der reversen Transkription abzubauen. Es ist auch wichtig bei der Identifizierung von Protein-bindenden Sequenzen auf DNA in einer Technik, die als DNase-I-Footprinting bezeichnet wird. Andere Anwendungen von DNase umfassen die Verwendung von DNase, um ein Verklumpen der kultivierten Zellen und eine DNA-Fragmentierung zu verhindern.

Ähnlichkeiten zwischen DNA und DNase

Unterschied zwischen DNA und DNase

Definition

DNA bezeichnet ein sich selbst replizierendes Material, das in fast allen lebenden Organismen als Hauptbestandteil von Chromosomen vorhanden ist und als Träger der genetischen Information dient. DNase bezeichnet ein Enzym, das die Hydrolyse von DNA zu Oligonukleotiden und kleineren Molekülen katalysiert. Diese Definitionen selbst erklären den Hauptunterschied zwischen DNA und DNase.

Art des Biomoleküls

Monomere

Die Monomere der DNA sind die DNA-Nukleotide, während die Monomere der DNase die Aminosäuren sind. Daher ist dies ein weiterer Unterschied zwischen DNA und DNase.

Synthese

DNA-Replikation ist der Mechanismus, der für die Synthese neuer DNA unter Verwendung vorhandener DNA als Matrize verantwortlich ist, während die Synthese von DNase durch die Transkription und Translation von DNase-Genen erfolgt.

Standort

Ein weiterer Unterschied zwischen DNA und DNase besteht darin, dass die DNA im Zellkern vorkommt, während DNase im Zytoplasma vorkommt.

Rolle

Darüber hinaus enthält DNA die genetischen Informationen, die für das Wachstum, die Entwicklung und die Reproduktion von Organismen erforderlich sind, während DNase die hydrolytische Spaltung von Phosphodiesterbindungen katalysiert.

Bedeutung

Darüber hinaus dient DNA als Erbmaterial der meisten Organismen, während DNase DNA in Oligosaccharide spaltet.

Anwendungen in der Biotechnologie

Ihr Einsatz in der Biotechnologie ist ein weiterer Unterschied zwischen DNA und DNase. DNA enthält Gene mit relevanten Informationen, während DNase an der Reinigung von RNA beteiligt ist.

Abschluss

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass DNA das Erbmaterial der meisten Organismen ist und die genetische Information für die Synthese von Proteinen kodiert. DNase hingegen ist eine Nuklease, die die Spaltung von DNA in kleine Fragmente katalysiert. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen DNA und DNase in der Rolle jedes Biomoleküls innerhalb der Zelle.

Referenz:

1. „Was ist DNA? – Genetics Home Reference – NIH.“ U.S. National Library of Medicine, National Institutes of Health. Hier erhältlich2. „DNase, die ich entmystifiziert habe.“ Thermo Fisher Scientific, Thermo Fisher Scientific. Hier verfügbar

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „DNA chemische Struktur“ Von Madprime (Vortrag · Beiträge) – Eigene Arbeit Der Quellcode dieser SVG ist gültig. Diese Vektorgrafik wurde mit Inkscape erstellt. (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia 2. „DNAse hypersensitive Site“ Von Wang Y-M, Zhou P, Wang L-Y, Li Z-H, Zhang Y-N, et al. – Wang Y-M, Zhou P, Wang L-Y, Li Z-H, Zhang Y-N, et al. (2012)Korrelation zwischen der Verteilung der DNase-I-Überempfindlichkeitsstelle und der Genexpression in HeLa-S3-Zellen. PLoS ONE 7(8): e42414. doi:10.1371/journal.pone.0042414 (CC BY-SA 2.5) über Commons Wikimedia