Fungsi dan jenis endonucleases



The endonukleases adalah enzim yang memotong ikatan fosfodiester yang terletak di dalam rantaian nukleotida. Laman web sekatan endonukleases sangat berbeza. Sebahagian daripada enzim ini memotong DNA (asid deoksiribonukleat, bahan genetik kita) hampir di mana saja, iaitu, mereka tidak spesifik.

Sebaliknya, terdapat satu lagi kumpulan endonukleases yang sangat spesifik di rantau ini atau urutan mereka akan dikenakan cukai. Kumpulan enzim ini dikenali sebagai enzim sekatan, dan ia sangat berguna dalam biologi molekul. Dalam kumpulan ini kita mempunyai enzim yang dikenali Bam HI, Eco RI dan Alu I.

Bertentangan dengan endonukleases, terdapat satu lagi jenis protein katalitik - exonucleases - yang bertanggungjawab untuk memecahkan pautan fosfodiester pada akhir rantai.

Indeks

  • 1 endonucleases sekatan
  • 2 Fungsi dan aplikasi endonucle sekatan
    • 2.1 Polimorfisme panjang pecahan panjang (RFLP)
  • 3 Jenis endonucleases sekatan
    • 3.1 Jenis I
    • 3.2 Jenis II
    • 3.3 Jenis III
    • 3.4 Jenis IV
  • 4 Rujukan

Endonucleases sekatan

endonucleases sekatan atau enzim sekatan adalah protein pemangkin yang bertanggungjawab untuk Bahawa Tuhanmu telah memerintahnya bon phosphodiester dalam rantaian DNA dalam urutan yang sangat khusus.

Enzim-enzim ini boleh diperolehi dalam pelbagai syarikat bioteknologi dan penggunaannya hampir tidak diperlukan dalam teknik manipulasi DNA semasa.

endonucleases sekatan dinamakan menggunakan huruf pertama nama saintifik binomial agensi asal, diikuti oleh ketegangan (ini adalah pilihan) dan berakhir dengan kumpulan enzim sekatan yang mereka milik. Sebagai contoh, Bam HI dan Eco RI digunakan secara meluas endonukleases.

Rangkaian DNA yang dikenali sebagai enzim dikenali sebagai tapak sekatan dan unik kepada setiap endonuclease, walaupun beberapa enzim mungkin bertepatan di tapak sekatan. Tapak ini biasanya terdiri daripada urutan palindromic pendek kira-kira 4-6 pasang asas panjang, seperti AGCT (untuk Alu I) dan GAATTC untuk Eco RI.

Urutan Palindromic adalah urutan yang, walaupun dibaca dalam arah 5 'hingga 3 atau 3' hingga 5, adalah sama. Contohnya, dalam kes Eco RI, urutan palindromic ialah: GAATTC dan CTTAAG.

Fungsi dan aplikasi endonucle sekatan

Nasib baik untuk ahli biologi molekular, bakteria telah berkembang dalam perjalanan evolusi siri endonukleases sekatan yang memecah-belah dalam bahan genetik.

Secara semulajadi, enzim-enzim ini telah berkembang - mungkin - sebagai sistem perlindungan bakteria terhadap pencerobohan molekul DNA asing, seperti yang dilakukan oleh phages.

Untuk membezakan antara bahan genetik sendiri dan asing, endonukleases sekatan ini dapat mengenal pasti urutan nukleotida tertentu. Oleh itu, DNA yang tidak mempunyai urutan ini boleh terganggu di dalam bakteria.

Sebaliknya, apabila endonuclease mengiktiraf tapak sekatan, ia mengikat DNA dan memotongnya.

Para ahli biologi berminat mempelajari bahan genetik makhluk hidup. Walau bagaimanapun, DNA terdiri daripada beberapa juta pasangan asas panjang. Molekul ini sangat panjang dan harus dianalisis dalam serpihan kecil.

Untuk memenuhi objektif ini, endonukleases sekatan disatukan ke dalam pelbagai protokol biologi molekul. Sebagai contoh, gen individu boleh ditangkap dan direplikasi untuk analisis masa depan. Proses ini dipanggil "pengklonan" gen.

Polimorfisme panjang pecahan panjang (RFLP)

Polimorfisme panjang pecahan merujuk kepada corak urutan nukleotida tertentu dalam DNA yang endonukleases sekatan dapat mengenali dan memotong.

Terima kasih kepada kekhususan enzim, setiap organisma disifatkan oleh corak potong tertentu dalam DNA, serpihan yang berpunca daripada panjang berubah-ubah.

Jenis endonucleases sekatan

Secara historis, endonukleases sekatan telah dikelaskan kepada tiga jenis enzim, yang ditetapkan dengan angka Rom. Akhir-akhir ini, jenis endonuclease keempat telah diterangkan.

Taipkan saya

Ciri-ciri yang paling penting dalam jenis I endonukleases adalah bahawa ia adalah protein yang terbentuk oleh beberapa subunit. Setiap fungsi ini berfungsi sebagai kompleks protein tunggal dan biasanya mempunyai dua subunit yang dipanggil R, dua M dan satu S.

Bahagian S bertanggungjawab untuk pengiktirafan tapak sekatan dalam DNA. Subunit R, sebaliknya, adalah penting untuk pembelahan dan M bertanggungjawab untuk memangkinkan tindak balas metilasi.

Terdapat empat subkategori enzim jenis I, yang dikenali dengan huruf A, B, C dan D, yang digunakan bersama. Klasifikasi ini berdasarkan kepada pelengkap genetik.

Jenis I enzim adalah endonucleases sekatan pertama untuk ditemui dan disucikan. Walau bagaimanapun, yang paling berguna dalam biologi molekul adalah jenis II yang akan diterangkan dalam bahagian seterusnya.

Jenis II

endonucleases sekatan mengiktiraf tertentu jenis II urutan DNA dan melaksanakan Bahawa Tuhanmu telah memerintahnya dalam kedudukan yang tetap berhampiran urutan yang berlaku 5 'fosfat dan hydroxyls 3'. Ion magnesium biasanya diperlukan sebagai cofactors (Mg2+), tetapi ada beberapa yang mempunyai keperluan yang lebih khusus.

Secara struktural, mereka boleh muncul sebagai monomer, dimer atau bahkan tetramer. Teknologi rekombinan menggunakan endonucleases jenis II dan untuk sebab ini lebih daripada 3,500 enzim telah dicirikan.

Jenis III

Sistem enzim ini terdiri daripada dua gen, dipanggil mod dan res, yang mana kod untuk subunit yang mengiktiraf DNA dan untuk pengubahsuaian atau sekatan. Kedua-dua subunit diperlukan untuk sekatan, satu proses yang bergantung sepenuhnya kepada hidrolisis ATP.

Untuk memecahkan molekul DNA, enzim mesti berinteraksi dengan dua salinan urutan pengecaman bukan palindromik dan tapak harus berada di orientasi terbalik pada substrat. Pembelotan didahului oleh penukaran DNA.

Jenis IV

Kumpulan tambahan telah dikenal pasti sejak kebelakangan ini. Sistem ini terdiri daripada dua atau lebih gen yang mengandungi kod bagi protein yang hanya berpegang pada urutan DNA diubahsuai, sama ada metilated, hidroksimetilat atau hidrosilasi glikosil.

Contohnya, enzim EckKMcrBC mengenal pasti dua bentuk dinucleotides dari bentuk umum RmC; yang purin diikuti dengan sitosin methylated, yang boleh dipisahkan oleh beberapa pasangan bes - dari 40 hingga hampir 3000. Belahan kira-kira 30 pasangan bes berlaku selepas enzim laman mengiktiraf.

Rujukan

  1. Burrell, M. M. (Ed.). (1993). Enzim biologi molekul. Totowa, NJ: Humana Press.
  2. Loenen, W. A., Dryden, D. T., Raleigh, E. A., & Wilson, G. G. (2013). Jenis I enzim sekatan dan saudara-mara mereka. Kajian asid nukleik, 42(1), 20-44.
  3. Murray, P.R., Rosenthal, K.S., & Päcker, M.A. (2017). Mikrobiologi Perubatan + Pelajar Pelajar dalam Spanish + StudentConsult. Elsevier Health Sciences.
  4. Nathans, D., & Smith, H. O. (1975). Endonucleases sekatan dalam analisis dan penstrukturan semula molekul DNA. Kajian tahunan biokimia, 44(1), 273-293.
  5. Pingoud, A., Fuxreiter, M., Pingoud, V., & Wende, W. (2005). Jenis endonucleases jenis II: struktur dan mekanisme. Sains sains selular dan molekul, 62(6), 685.