Les exonucléases

Définition

Les exonucléases sont des nucléases qui dégradent les acides nucléiques en retirant successivement des nucléotides à partir d'une de leurs extrémités (5' ou 3'). Elles interviennent dans de nombreux processus cellulaires tels que la réplication, la réparation, la recombinaison et l'élimination de fragments d'ADN endommagés.
En biologie moléculaire, certaines exonucléases sont utilisées pour modifier des extrémités de fragments d'ADN en particulier lors du clonage, pour:

• la création d'extrémités spécifiques,
• l'élimination d'amorces,
• la préparation de l'ADN pour la ligation.

Mécanisme d'action

Les exonucléases catalysent l'hydrolyse séquentielle de la liaison phosphoester qui relie le dernier nucléotide au reste du brin. 

Les exonucléases peuvent agir sur l'ADN double brin ou simple brin, à partir de l'extrémité 5' ou à partir de l'extrémité 3'.

Exemples d'exonucléases ADN

Ne sont présentés ici que quelques exonucléases qui agissent sur l'ADN, couramment utilisées en biologie moléculaire:

L'exonucléase I

• agit à partir des extrémités 3'-OH d'ADN simple brin (ADN sb). 
• Elle est utilisée pour éliminer les amorces d'ADN et les extrémités 3' sortantes non désirées.

L'exonucléase III

• agit à partir des extrémités 3'-OH d'ADN double brin (ADN db) ou sur les extrémités 3'-OH entrantes. Elle est inactive sur l'ADN simple brin 3'-OH sortant.
• Elle est utilisée dans le clonage et la purification de l'ADN. Elle ne génère pas d'extrémités franches mais des extrémités 5' sortantes.

L'exonucléase T

• agit sur les extrémités 3'-OH d'ADN simple brin (ADN sb).
• Elle intervient surtout dans la dégradation des queues 3' terminales riches en A et T.

L'exonucléase lambda

• agit à partir des extrémités 5'-P d'ADN double brin (ADN db).
• Elle dégrade l'un de deux brins, ce qui permet de générer des extrémités 3' sortantes. Elle est très utilisée en recombinaison homologue.