Alt om restriktionsenzymer

Hvor meget ved du om restriktionsenzymer? Få en bedre forståelse af, hvad de gør, og hvorfor de er vigtige, med denne gennemgang.

Definition af restriktionsenzymer

Restriktionsendonukleaser er en klasse enzym, der skærer DNA-molekyler. Hvert enzym genkender en unik sekvens af nukleotider i DNA-strengen. Sådanne sekvenser er sædvanligvis ca. 4 til 6 basepar lange. Sekvenserne er palindromiske, idet den gratis DNA-streng har den samme sekvens kun i omvendt retning.

Med andre ord skæres begge strenge af DNA på samme sted.

Hvor disse enzymer er fundet

Restriktionsenzymer findes i mange forskellige bakteriestammer, hvor deres biologiske rolle er at deltage i celleforsvar. Disse enzymer "begrænser" fremmed (f.eks. Virus) DNA, der kommer ind i cellen, ved at ødelægge det. Værtscellen har et restriktionsmodifikationssystem, som methylerer sit eget DNA ved steder, der er specifikke for dets respektive restriktionsenzymer, hvorved det beskyttes mod spaltning. Mere end 800 kendte enzymer er blevet opdaget, som genkender mere end 100 forskellige nukleotidsekvenser.

Anvendelse i bioteknologi

Restriktionsenzymer anvendes i bioteknologi til at skære DNA i mindre tråde for at studere fragmentlængdeforskelle blandt individer (Restriktionsfragmentlængdepolymofisme - RFLP). De bruges også til genkloning.

RFLP teknikker er blevet anvendt til at bestemme, at individer eller grupper af individer har karakteristiske forskelle i gensekvenser og restriktionsspaltningsmønstre i bestemte områder af genomet.

Viden om disse unikke områder er grundlaget for DNA-fingeraftryk. Hver af disse metoder afhænger af brugen af ​​agarosegelelektroforese til separation af DNA-fragmenterne. TBE-buffer, der består af Tris-base, borsyre og EDTA, anvendes almindeligvis til agaroselelektroforese for at undersøge DNA-produkter.

Typer af restriktionsenzymer

Der er tre forskellige typer restriktionsenzymer. Type I skærer DNA på tilfældige steder så langt som 1000 eller flere basepar fra genkendelsesstedet. Type III udskæringer ved ca. 25 basepar fra stedet. Typer I og III kræver ATP og kan være store enzymer med flere underenheder. Type II enzymer, der overvejende anvendes i bioteknologi, skærer DNA inden for den genkendte sekvens uden behov for ATP og er mindre og enklere.

Type II restriktionsenzymer er navngivet i overensstemmelse med de bakteriearter, hvorfra de er isoleret. For eksempel blev enzymet EcoRI isoleret fra E. coli . Det meste af offentligheden er bekendt med E. coli udbrud i fødevarer.

Type II restriktionsenzymer kan generere to forskellige typer af udskæringer afhængigt af om de skærer begge tråde i midten af ​​genkendelsessekvensen eller hver streng tættere på den ene ende af genkendelsessekvensen.

Den tidligere snit vil generere "stumme ender" uden nukleotidoverhæng. Sidstnævnte frembringer klæbende eller "sammenhængende" ender, fordi hvert resulterende fragment af DNA har et overhæng, der komplimenterer de andre fragmenter. Begge er nyttige i molekylær genetik til fremstilling af rekombinant DNA og proteiner.

Denne form for DNA skiller sig ud, fordi den er produceret ved ligering (binding sammen) af to eller flere forskellige tråde, der ikke oprindeligt var sammenknyttet.