Endonukleastoiminnot, tyypit ja esimerkit

Se endonukleas Ne ovat entsyymejä, jotka leikkaavat nukleotidiketjun sisällä sijaitsevat fosfodiéster -linkit. Endonukleaasien rajoituspaikat ovat hyvin monipuolisia. Jotkut näistä entsyymeistä, jotka on leikattu DNA: ksi (deoksiribonukleiinihappo, geneettinen materiaalimme) melkein missä tahansa, ts. Ne ovat epäspesifisiä.

Sitä vastoin on toinen ryhmä endonukleaaseita, jotka ovat hyvin spesifisiä alueella tai sekvenssissä, jonka he jakavat. Tämä entsyymiryhmä tunnetaan restriktioentsyymeinä, ja ne ovat erittäin hyödyllisiä molekyylibiologiassa. Tässä ryhmässä meillä on hyvin tunnettuja entsyymejä BM Hi, Eco Ri ja Alu I.

Endonukleaasit leikataan sisäisesti DNA: ksi.
Lähde: Pixabay.com

Toisin kuin endonukleaasit, on muun tyyppisiä katalyyttisiä proteiineja - eksonukleaaseja -, jotka ovat vastuussa fosfodiéster -linkin rikkomisesta ketjun lopussa.

[TOC]

Rajoitukset

Restriktio- tai restriktioentsyymit ovat katalyyttisiä proteiineja, jotka ovat vastuussa fosfodiesterilinkkien jakamisesta DNA -ketjun sisällä hyvin spesifisissä sekvensseissä.

Nämä entsyymit voidaan hankkia useissa bioteknologiayrityksissä, ja niiden käyttö on melkein välttämätöntä nykyisissä DNA -käsittelytekniikoissa.

Restriktio -endonukleaasit on nimetty käyttämällä sen organismin binomiaalisen tieteellisen nimen ensimmäisiä kirjaimia, joista ne tulevat, jota seuraa kanta (tämä on valinnainen) ja päättyy rajoitusentsyymiryhmään, johon he kuuluvat, johon he kuuluvat. Esimerkiksi Bam Hi ja Eco Ri ovat hyvin käytettyjä endonukleas.

DNA -aluetta, jonka entsyymi tunnistaa. Tämä sivusto on yleensä.

Palindromiset sekvenssit ovat sekvenssejä, jotka, vaikka luetaan 5 - 3 'tai 3 - 5', ovat identtisiä. Esimerkiksi Eco RI: n tapauksessa palindrominen sekvenssi on: gaattc ja cttaag.

Restriktio -endonucles -toiminnot ja sovellukset

Molekyylibiologien onneksi bakteerit ovat kehittyneet evoluution aikana sarjan restriktioendonukleaaseita, jotka sisäisesti fragmentin geneettinen materiaali.

Voi palvella sinua: mikä on elävien olentojen aineenvaihdunta?

Luonnossa nämä entsyymit ovat kehittyneet - oletettavasti - bakteerien suojausjärjestelmänä vieraiden DNA -molekyylien, kuten faagien, hyökkäyksestä.

Oman ja vieraan geneettisen materiaalin erottamiseksi nämä rajoitukset endonukleaasit voivat tunnistaa spesifiset nukleotidisekvenssit. Siten DNA, jolla ei ole tätä sekvenssiä, voi olla ilman häiriöitä bakteerien sisällä.

Sitä vastoin, kun endonukleaasi tunnistaa restriktiokohdan, se liittyy DNA: hon ja leikkaa sen.

Biologit ovat kiinnostuneita elävien olentojen geneettisen materiaalin tutkimisesta. DNA on kuitenkin muodostettu useita miljoonia paria pitkiä emäksiä. Nämä molekyylit ovat erittäin pitkiä ja niitä tulisi analysoida pieninä fragmentteina.

Tämän tavoitteen saavuttamiseksi restriktio -endonukleaasit on integroitu erilaisiin molekyylibiologiaprotokolliin. Esimerkiksi yksittäinen geeni voidaan vangita ja toistaa tulevaa analyysiä varten. Tätä prosessia kutsutaan "kloniksi" geeniksi.

Restriktiofragmenttien pituus polymorfismi (RFLP)

Restriktiofragmenttien pituuden polymorfismit viittaavat DNA: n spesifisten nukleotidisekvenssien malliin, että restriktioendonukleaasit kykenevät tunnistamaan ja leikkaamaan.

Entsyymien spesifisyyden ansiosta jokaiselle organismille on ominaista spesifinen leikkauskuvio DNA: ssa, aiheuttaen muuttuvan pituuksien fragmentin.

Rajoitustyypit endonukleaasit

Historiallisesti restriktio -endonukleaasit on luokiteltu kolmen tyyppisiksi entsyymeiksi, jotka on nimetty roomalaisilla numeroilla. Viime aikoina on kuvattu neljäs tyyppinen endonukleaasi.

Tyyppi I

Tyypin I endonukleaasien tärkein piirre on, että ne ovat proteiineja, jotka muodostuvat useilla alayksiköillä. Jokainen näistä toimii yhtenä proteiinikompleksina ja yleensä on kaksi alayksikköä, nimeltään R, kaksi m ja yksi S.

Voi palvella sinua: Translaation jälkeiset muutokset

Osa S on vastuussa DNA: n restriktiokohdan tunnistamisesta. Sillä välin subuniditeetti r on välttämätön Clivajelle ja M on vastuussa metylaatioreaktion katalysoinnista.

Tyypin I entsyymejä on neljä, jotka tunnetaan kirjaimista A, B, C ja D, joita käytetään yleisesti. Tämä luokittelu perustuu geneettiseen komplementaaliin.

Tyypin I entsyymit olivat ensimmäiset löytämät ja puhdistettavat rajoitusten endonukleaasit. Molekyylibiologian hyödyllisin on kuitenkin tyypin II, joka kuvataan seuraavassa osassa.

Tyyppi II

Tyypin II restriktio -endonukleaasit tunnistavat spesifiset DNA -sekvenssit ja suoritetaan klivaje vakioasennossa lähellä sekvenssiä, joka tuottaa fosfaatteja 5 'ja hydroksilit 3'. Ne vaativat yleensä magnesium -ionikofaktoreita (MG²⁺), Mutta on joitain, joilla on paljon tarkempia vaatimuksia.

Rakenteellisesti ne voivat esiintyä monomeereinä, tweetereinä tai jopa tetrameereinä. Rekombinanttitekniikka käyttää tyypin II endonukleaaseita ja tästä syystä on karakterisoitu yli 3500 entsyymiä.

Tyyppi III

Nämä entsymaattiset järjestelmät koostuvat kahdesta geenistä, joita kutsutaan Modi ja naudanliha, Tämä alayksiköiden koodi, joka tunnistaa DNA: n ja modifikaatioiden tai rajoitusten suhteen. Molemmat alakerrokset ovat välttämättömiä rajoittamiseen, prosessi, joka on täysin riippuvainen ATP -hydrolyysistä.

Jotta DNA -molekyyli voidaan jakaa, entsyymin on oltava vuorovaikutuksessa kahden kopion kanssa ei -palindromisen tunnistussekvenssin kanssa, ja kohtien on oltava käänteisessä suunnassa substraatissa. Liitosta edeltää DNA: n translokaatio.

Tyyppi IV

Lisäryhmä on tunnistettu viime aikoina. Järjestelmä koostuu kahdesta tai useammasta geenistä, jotka koodaavat proteiineja, jotka jakoivat vain modifioituja DNA -sekvenssejä, olipa ne metyloituneita, hydroksimetyylisiä tai hydrometylisoitua glukosyyliä.

Esimerkiksi EcKKMCRC -entsyymi tunnistaa kaksi yleisen RMC -muodon dyukleotidia; Puriini, jota seuraa metyloitu sytosiini, joka voidaan erottaa useilla emäsparilla - 40: stä lähes 3000: een. Jakautuminen vie noin 30 pohjaparia sivuston jälkeen, jonka entsyymi tunnistaa.

Se voi palvella sinua: Galapagos -saarilla esitetyt lajit

Endonukleas Type V

Tämän tyyppiset endonukleaasit tunnetaan myös nimellä endonukleas "Asunto-". Nämä entsyymit tunnistavat ja leikkaavat DNA -kohdesekvenssin ainutlaatuisissa genomikohdissa 14 - 40 bp.

Matguns Nämä entsyymit koodataan introneissa, ja heidän tehtävänsä on edistää leikkausjaksojen vaakasuuntaista siirtoa. Leikkauksen jälkeen kaksois -DNA -potkurissa on korjaus komplementaarisen sekvenssin perusteella.

Esimerkit

Endonukleaasi I JA. koli Se toimii puolustusjärjestelmänä faageja ja loisia vastaan. Se sijaitsee pääasiassa sytoplasmisen kalvon ja soluseinämän välissä. Se tuottaa kaksi sulkevaa taukoa vieraassa DNA: ssa, joiden kanssa se on vuorovaikutuksessa perplapsmisessa tilassa.

CRISPR-CAS-tyyppiset endonukleaasit ovat entsyymejä, jotka toimivat monen tyyppisten bakteerien puolustusmekanismissa. Nämä tunnistavat ja leikkaavat tunkeutuvien organismien spesifiset DNA -sekvenssit, jotka ovat yleensä viruksia.

Äskettäin Massachusetts Institute of Technology (MIT) -tutkijat löysivät CRISPR-CAS12BM Genomic Edition -järjestelmän, jolla on erittäin tarkkuus ihmisen solujen modifioinnissa.

Viitteet

1. Burrell, m. M. (Ed.-A. (1993). Molekyylibiologian entsyymit. Totowa, NJ: Human Press.
2. Loenen, W. -Lla., Dryden, D. T., Raleight, E. -Lla., & Wilson, G. G. (2013). Tyypin I rajoitusentsyymit ja heidän sukulaiset. Nukleiinihappotutkimus, 42(1), 20-44.
3. Murray, P. R -., Rosenthal, k. S., & Pfaller, M. -Lla. (2017). Lääketieteellinen mikrobiologia+ StudentConsult espanjaksi+ StudentConsult. Elsevier Health Sciences.
4. Nathans, D., & Smith, H. JOMPIKUMPI. (1975). Restriktio -endonukleaasit DNA -molekyylien analysoinnissa ja uudelleenjärjestelyissä. Biokemian vuosikatsaus, 44(1), 273-293.
5. Pingoud, a., Fuxreiter, m., Pingoud, v., & Wende, W. (2005). Tyypin II rajoitus Endonukleaasit: rakenne ja mekanismi. Solu- ja molekyylieläintieteet, 62(6), 685.