15.1 Clasificación de las nucleasas y ejemplos

Posición del corte con respecto a la cadena

• Exonucleasas: cortan en posiciones terminales de la estructura primaria
• Endonucleasas: cortan en posiciones internas de la estructura primaria

Las exonucleasas hidrolizan exclusivamente enlaces fosfato en los que participa el nucleótido terminal (bien 5′ o bien 3′, dependiendo de la exonucleasa). Generan, por tanto, una cadena polinucleotídica acortada y un nucleósido (N), un nucleósido-monofosfato (pN o Np) o un nucleósido-bisfosfato (pNp).

Las endonucleasas sólo hidrolizan enlaces internos de la cadena, es decir, sin afectar a los nucleótidos terminales. Generan dos fragmentos polinucleotídicos.

Posición del corte con respecto al fosfato

• Nucleasas de tipo a
• Nucleasas de tipo b

Ejemplo:	(5′) pNpNpNpNpNpNpNpNpNpNpNpN (3′)
acción de nucleasa “a”	pNpNpNpNpNpN + pNpNpNpNpNpN	Hidrolizan los enlaces fosfato formados con el OH 3′ Producen extremos 3′-OH y 5′-P
acción de nucleasa “b”	pNpNpNpNpNpNp + NpNpNpNpNpN	Hidrolizan los enlaces fosfato formados con el OH 5′ Producen extremos 3′-P y 5′-OH

(Esta distinción es independiente de la naturaleza exo- o endo-nucleasa; en los ejemplos de la sección anterior, el primer resultado es la acción del tipo a y el segundo la del tipo b.)

Ejemplos:

• Fosfodiesterasa I (de veneno de serpiente):
  es una 3′-exonucleasa de tipo “a”, por tanto libera el nucleótido 3′-terminal en forma de nucleósido-5′-P. Su acción exhaustiva (hidrólisis total) produce la mezcla de nucleósidos-5′-P
  

  acción de fosfodiesterasa I

  acción exhaustiva

• Fosfodiesterasa II (de bazo bovino):
  es una 5′-exonucleasa de tipo “b”, por lo que libera el nucleótido 5′-terminal como mononucleósido-3′,5′-bisfosfato. Si la escisión es repetitiva, aparecen los sucesivos mononucleósidos-3′-P y el nucleósido 3′-terminal
  

  acción de fosfodiesterasa II

  acción exhaustiva

Especificidad por tipo de ácido nucleico

• Desoxirribonucleasas (DNasas)
• Ribonucleasas (RNasas)
• Nucleasas que actúan sobre híbridos RNA:DNA
• Nucleasas que actúan sobre moléculas monocatenarias o bicatenarias

Especificidad por nucleósidos

Ejemplos:

• RNasa I (de páncreas bovino):
  es una endorribonucleasa de tipo “b” que actúa sólo sobre enlaces en los que el ribonucleósido del lado 5′ es pirimidínico (C,U). Se forman, por tanto, oligonucleótidos con extremo 5′-OH y extremo 3′-P pirimidínico (más, en su caso, el 5′-P-ribonucleósido pirimidínico 5′-terminal y el ribonucleósido 3′-terminal)
  acción exhaustiva de RNasa I
• DNasa II (de bazo, timo, etc.):
  es una endodesoxirribonucleasa de tipo “b” que hidroliza preferentemente el enlace entre nucleósidos purínico y pirimidínico; con menor frecuencia, entre pirimidínico y purínico o entre purínico y purínico. Se forman, pues, oligonucleótidos con extremos 5′-OH y 3′-P
  acción exhaustiva de DNasa II
• Las enzimas de restricción son endonucleasas de tipo “a”, específicas para DNA bicatenario, que sólo cortan en un punto definido de una secuencia de bases definida, específica para cada enzima. Por ejemplo, la enzima Bam HI reconoce la secuencia palindrómica GGATCC y corta entre las dos guanosinas
  acción exhaustiva de Bam HI

Relación con la clasificación y nomenclatura oficiales de la comisión de enzimas (E.C.)

Todas las nucleasas están incluidas en la categoría E.C.3.1 (3=hidrolasas, 3.1=actúan sobre enlaces éster)