Endonucleases פונקציות וסוגים



ה endonucleases הם אנזימים כי לחתוך את קשרי phosphodiester הממוקם בתוך שרשרת נוקליאוטידים. אתרי הגבלה של endonucleases הם מגוונים מאוד. חלק מהאנזימים האלה חותכים את הדנ"א (חומצה דיוקסיריבונוקלאית, החומר הגנטי שלנו) כמעט בכל מקום, כלומר, הם אינם ספציפיים.

לעומת זאת, יש קבוצה נוספת של אנדונואלאס ספציפי מאוד באזור או רצף הם הולכים לבלו. קבוצה זו של אנזימים ידועה אנזימים הגבלה, והם מאוד שימושי בביולוגיה מולקולרית. בקבוצה זו יש לנו את האנזים ידוע באם HI, אקו RI ו Alu אני.

בניגוד לאידוקליאזות, קיים סוג אחר של חלבונים קטליטיים - האקסונוקלאסים - שאחראים לשבירת הקישור phosphodiester בסוף שרשרת.

אינדקס

  • 1 endonucleases הגבלה
  • 2 פונקציות ויישומים של endonucles הגבלה
    • 2.1 הגבלת אורך פולמורפיזם אורך (RFLP)
  • 3 סוגים של הגבלת endonucleases
    • 3.1 הקלד I
    • 3.2 סוג II
    • 3.3 סוג III
    • 3.4 סוג IV
  • 4 הפניות

הגבלת endonucleases

הגבלת endonucleases או אנזימים הגבלה הם חלבונים קטליטיים אשר אחראים לחיתוך קשרי phosphodiester בתוך שרשרת ה- DNA ברצפים ספציפיים מאוד.

אנזימים אלה ניתן לרכוש בחברות ביוטכנולוגיה מרובים השימוש שלהם הוא כמעט הכרחי בתוך טכניקות ה- DNA הנוכחי מניפולציה.

הגבלת האנדוקלאסים נקראת באמצעות האותיות הראשונות של השם המדעי הבינומי של האורגניזם שממנו הם באים, ולאחר מכן המתח (זה אופציונלי) ומסתיים בקבוצה של אנזימי הגבלה שאליהם הם שייכים. לדוגמה, BAM HI ו Eco RI נמצאים בשימוש נרחב endonucleases.

האזור של DNA כי האנזים מזהה נקרא אתר הגבלה והוא ייחודי לכל endonuclease, אם כי כמה אנזימים עשויים לחפוף באתרי הגבלה. אתר זה מורכב בדרך כלל מרצף פלינדרומי קצר של כ 4 עד 6 זוגות בסיס באורך, כגון AGCT (עבור Alu I) ו- GAATTC עבור Eco RI.

רצפים Palindromic הם רצפים, כי למרות לקרוא את 5 'ל 3' או 3 'ל 5' כיוון, זהים. לדוגמה, במקרה של אקו RI, רצף palindromic הוא: GAATTC ו CTTAAG.

פונקציות ויישומים של endonucles הגבלה

למרבה המזל עבור ביולוגים מולקולריים, חיידקים פיתחו במהלך האבולוציה סדרה של הגבלת endonucleases כי פנימי קטע את החומר הגנטי.

בטבע, אנזימים אלה התפתחו - ככל הנראה - כמערכת של הגנה חיידקית מפני פלישת מולקולות דנ"א זרות, כגון אלה של phages.

על מנת להפלות בין החומר הגנטי עצמו לבין זרים, אלה הגדילה endonucleases יכול לזהות רצפים נוקליאוטידים ספציפיים. לפיכך, ה- DNA שאין לו רצף זה יכול להיות מופרע בתוך החיידק.

לעומת זאת, כאשר endonuclease מזהה את האתר הגבלה, הוא נקשר DNA וחותך אותו.

ביולוגים מעוניינים ללמוד את החומר הגנטי של היצורים החיים. עם זאת, DNA מורכב של כמה מיליוני זוגות באורך. מולקולות אלה הן ארוכות מאוד ויש לנתח אותן בשברים קטנים.

כדי להשיג מטרה זו, הגדילה endonucleases משולבים בפרוטוקולים ביולוגיה מולקולרית שונים. לדוגמה, גן בודד ניתן ללכוד משוכפל לניתוח עתידי. תהליך זה נקרא "שיבוט" גן.

הגבלת אורך פולימורפיזם קטע (RFLP)

הגבלת אורך קטע פולימורפיזמים מתייחסים לדפוס של רצפים נוקליאוטידים ספציפיים ב- DNA כי הגבלת endonucleases מסוגלים לזהות ולחתוך.

בזכות הספציפיות של האנזימים, כל אורגניזם מאופיין על ידי דפוס חיתוך מסוים בדנ"א, שבר מקור של אורכים משתנים.

סוגי הגבלת האנדוקלאז

מבחינה היסטורית, הגבלת האנדוקלזות סווגו לשלושה סוגים של אנזימים, המיועדים לספרות רומיות. לאחרונה, סוג רביעי של endonuclease תוארה.

הקלד

המאפיין החשוב ביותר של אנדו-קליאידים מסוג 1 הוא שהם חלבונים שנוצרו על ידי מספר יחידות משנה. כל אחת מהפונקציות האלה מורכבת ממכלול חלבון יחיד, ובדרך כלל יש שתי יחידות משנה הנקראות R, שני M ו- S.

חלק S אחראי על ההכרה של האתר הגבלה ב- DNA. R יחידת משנה, לעומת זאת, הוא חיוני עבור מחשוף ואת M אחראי catalyzing התגובה מתילציה.

ישנם ארבעה קטגוריות משנה של אנזימים מסוג I, המוכרים על ידי האותיות A, B, C ו- D, אשר נמצאים בשימוש נפוץ. סיווג זה מבוסס על השלמה גנטית.

סוג אני אנזימים היו endonucleases הגבלה הראשונה להתגלות מטוהרים. עם זאת, שימושי ביותר בביולוגיה מולקולרית הם אלה של סוג II אשר יתואר בסעיף הבא.

סוג II

סוג II endonucleases הגבלה לזהות רצפים ספציפיים DNA ולבצע מחשוף במיקום קבוע ליד רצף המייצר 5 'פוספטים ו 3' hydroxyls. יונים מגנזיום נדרשים בדרך כלל cofactors (MG2+), אבל יש כמה כי יש דרישות ספציפיות הרבה יותר.

מבחינה מבנית, הם יכולים להופיע כמונומרים, דימרים או אפילו tetramers. הטכנולוגיה רקומביננטי משתמשת endonucleases סוג II ומסיבה זו יותר מ 3,500 אנזימים אופיינו.

סוג III

מערכות אנזים אלה מורכבות משני גנים, הנקראים mod ו ייצור, אשר קוד עבור יחידות משנה לזהות DNA ו עבור שינויים או הגבלות. שתי יחידות משנה נדרשים להגבלה, תהליך התלוי לחלוטין הידרוליזה של ה- ATP.

כדי לקעקע את מולקולת הדנ"א, האנזים חייב לקיים אינטראקציה עם שני עותקים של רצף ההכרה הלא-פאלינדרומי והאתרים חייבים להיות בכיוון הפוך על המצע. לפני המחשוף יש טרנסלוקציה של הדנ"א.

IT IV

לאחרונה זוהתה קבוצה נוספת. המערכת מורכבת משני גנים או יותר אשר קוד עבור חלבונים כי לדקלם רק רצפי DNA שונה, יהיה זה methylated, hydroxymethylated או hydroylated glycosyl.

לדוגמה, האנזים EckKMcrBC מזהה שני דינקליאוטידים של הצורה הכללית RmC; purine ואחריו ציטוזין מתילאטד, אשר יכול להיות מופרדים על ידי זוגות זוג בסיס - מ 40 ל כמעט 3000. המחשוף מתרחש על 30 זוגות בסיסיים לאחר האתר כי האנזים מזהה.

הפניות

  1. בורל, מ. מ. (עורך). (1993). אנזימים של ביולוגיה מולקולרית. טוטובה, ניו ג 'רזי: העיתונות האנושית.
  2. Lenen, W. A., Dryden, D. T., Raleigh, A. A., & Wilson, G. G. (2013). סוג אני אנזימים הגבלה וקרוביהם. מחקר חומצות גרעין, 42(1), 20-44.
  3. מוריי, P.R., רוזנטל, K.S., & Pfaller, M. (2017). רפואי מיקרוביולוגיה + StudentConsult בספרדית + StudentConsult. Elsevier מדעי הבריאות.
  4. Nathans, D., & Smith, H. O. (1975). הגבלת endonucleases בניתוח מחדש של מולקולות דנ"א. סקירה שנתית של ביוכימיה, 44(1), 273-293.
  5. פינגוד, א., פוקסרייטר, מ., פינגאוד, ו., וונדה, וו. (2005). סוג II endonucleases הגבלה: מבנה ומנגנון. מדעי החיים המולקולריים, 62(6), 685.