Fungsi, jenis dan contoh endonucleas

The Endonucleas Mereka adalah enzim yang memotong pautan phosphodiéster yang terletak di dalam rantai nukleotida. Tapak sekatan endonucleases sangat bervariasi. Sebahagian daripada enzim ini dipotong kepada DNA (asid deoxyribonucleic, bahan genetik kita) hampir di mana sahaja, iaitu, mereka tidak spesifik.

Sebaliknya, terdapat satu lagi kumpulan endonukleases yang sangat spesifik di rantau ini atau urutan yang akan dibahagikan. Kumpulan enzim ini dikenali sebagai enzim sekatan, dan sangat berguna dalam biologi molekul. Dalam kumpulan ini kita mempunyai enzim yang terkenal BM HI, Eco Ri dan Alu I.

Endonucleases dipotong secara dalaman ke DNA.
Sumber: Pixabay.com

Bertentangan dengan endonucleases, terdapat jenis protein pemangkin lain - exonucleases - yang bertanggungjawab untuk memecahkan pautan phosphodiéster di akhir rantai.

[TOC]

Sekatan endonucleases

Enzim sekatan atau sekatan adalah protein pemangkin yang bertanggungjawab untuk memisahkan pautan fosfodiester di dalam rantaian DNA dalam urutan yang sangat spesifik.

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

Endonucleases sekatan dinamakan menggunakan huruf pertama nama saintifik binomial organisma yang mereka datang, diikuti oleh ketegangan (ini adalah pilihan) dan berakhir dengan kumpulan enzim sekatan yang mana mereka tergolong dalamnya. Contohnya, bam hi dan eco ri sangat digunakan endonucleas.

Rantau DNA yang diiktiraf enzim dipanggil tapak sekatan dan tipikal setiap endonuclease, walaupun beberapa enzim dapat bertepatan di tapak sekatan. Laman web ini secara amnya.

Urutan palindromik adalah urutan yang, walaupun dibaca dalam 5 'hingga 3' atau 3 'hingga 5', adalah sama. Sebagai contoh, dalam kes Eco Ri, urutan palindromik adalah: Gaattc dan Cttaag.

Fungsi dan aplikasi endonucles sekatan

Nasib baik untuk ahli biologi molekul, bakteria telah dibangunkan dalam perjalanan evolusi satu siri endonukleases sekatan yang bahan genetik serpihan dalaman.

Boleh melayani anda: Apakah metabolisme makhluk hidup?

Secara semula jadi, enzim -enzim ini telah berkembang - mungkin - sebagai sistem perlindungan bakteria terhadap pencerobohan molekul DNA asing, seperti yang berasal dari phages.

Untuk mendiskriminasi bahan genetik mereka sendiri dan asing, endonukleases sekatan ini dapat mengenali urutan nukleotida tertentu. Oleh itu, DNA yang tidak mempunyai urutan ini boleh tanpa gangguan di dalam bakteria.

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

Ahli biologi berminat untuk mengkaji bahan genetik makhluk hidup. Walau bagaimanapun, DNA terbentuk dari beberapa juta pasang pangkalan panjang. Molekul ini sangat panjang dan harus dianalisis dalam serpihan kecil.

Untuk memenuhi objektif ini, endonucleases sekatan disatukan ke dalam pelbagai protokol biologi molekul. Contohnya, gen individu boleh ditangkap dan direplikasi untuk analisis masa depan. Proses ini dipanggil "clon" gen.

Polimorfisme Panjang Fragmen Sekatan (RFLP)

Serpihan sekatan Polimorfisme panjang merujuk kepada corak urutan nukleotida tertentu dalam DNA yang endonucleases sekatan mampu mengenali dan memotong.

Terima kasih kepada kekhususan enzim, setiap organisma dicirikan oleh corak pemotongan tertentu dalam DNA, menyebabkan serpihan panjang berubah -ubah.

Jenis endonucleases sekatan

Dari segi sejarah, endonukleases sekatan telah diklasifikasikan kepada tiga jenis enzim, yang ditetapkan dengan nombor Rom. Akhir -akhir ini, jenis endonuclease keempat telah diterangkan.

Jenis i

Ciri yang paling penting dalam endonucleases jenis I adalah bahawa mereka adalah protein yang dibentuk oleh beberapa subunit. Setiap ini berfungsi sebagai kompleks protein tunggal dan biasanya mempunyai dua subunit yang disebut r, dua m dan satu s.

Boleh melayani anda: pengubahsuaian post -translational

Bahagian S bertanggungjawab untuk pengiktirafan tapak sekatan DNA. Sementara itu, subunidity R adalah penting untuk Clivaje dan M bertanggungjawab untuk memangkinkan reaksi metilasi.

Terdapat empat subkategori enzim jenis I, yang terkenal dengan huruf a, b, c dan d, yang biasa digunakan. Klasifikasi ini berdasarkan pelengkap genetik.

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

Jenis II

Endonukleases sekatan jenis II mengiktiraf urutan DNA tertentu dan menjalankan Clivaje dalam kedudukan yang berterusan berhampiran urutan yang menghasilkan fosfat 5 'dan hidroksil 3'. Mereka biasanya memerlukan cofactors ion magnesium (mg²⁺), Tetapi ada beberapa yang mempunyai banyak keperluan khusus.

Secara struktural, mereka boleh muncul sebagai monomer, tweeter atau tetramer. Teknologi rekombinan menggunakan endonukleases jenis II dan atas sebab ini lebih daripada 3500 enzim telah dicirikan.

Jenis III

Sistem enzimatik ini terdiri daripada dua gen, yang dipanggil Mod dan daging lembu, Kod untuk subunit yang mengiktiraf DNA dan untuk pengubahsuaian atau sekatan. Kedua -dua sub -nuthes diperlukan untuk sekatan, proses bergantung sepenuhnya kepada hidrolisis ATP.

Untuk dapat memecah molekul DNA, enzim mesti berinteraksi dengan dua salinan urutan pengiktirafan bukan -palindromik dan tapak mesti berada dalam orientasi terbalik dalam substrat. Pengecualian didahului oleh pemindahan DNA.

Jenis IV

Kumpulan tambahan telah dikenal pasti akhir -akhir ini. Sistem ini terdiri daripada dua atau lebih gen yang menyandarkan protein yang hanya memecah urutan DNA yang diubah suai, sama ada glukosil methylated, hydroxymetylated atau hidromethylized.

Sebagai contoh, enzim ECKKMCRC mengiktiraf dua dyucleotides bentuk RMC umum; Purine diikuti oleh sitosin methylated, yang boleh dipisahkan oleh beberapa pasangan asas - dari 40 hingga hampir 3000. Perpecahan mengambil kira -kira 30 pasangan asas selepas tapak yang dikenali sebagai enzim.

Ia boleh melayani anda: Spesies yang diperkenalkan di Kepulauan Galapagos

Endonucleas Type V

Endonucleases jenis ini juga dikenali sebagai endonucleas "Homing". Enzim -enzim ini mengenali dan memotong urutan sasaran DNA di tapak genom yang unik dari 14 hingga 40 bp.

Matguns enzim ini dikodkan dalam intron dan dipercayai bahawa fungsi mereka adalah untuk mempromosikan pemindahan mendatar dari urutan potong. Selepas potongan terdapat pembaikan pecah dalam kipas DNA berganda berdasarkan urutan pelengkap.

Contoh

Endonuclease i Dan. coli Ia bertindak sebagai sistem pertahanan terhadap phages dan parasit. Ia terletak terutamanya di antara membran sitoplasma dan dinding sel. Ia menghasilkan dua rehat di DNA asing yang mana ia berinteraksi di ruang perspapsmic.

CRISPR-Cas Jenis Endonucleases adalah enzim yang bertindak dalam mekanisme pertahanan pelbagai jenis bakteria. Ini mengenal pasti dan memotong urutan DNA tertentu yang menyerang organisma, yang biasanya virus.

Baru-baru ini, penyelidik dari Institut Teknologi Massachusetts (MIT) menemui sistem edisi genomik CRISPR-Cas12bm dengan ketepatan yang tinggi untuk pengubahsuaian sel manusia.

Rujukan

1. Burrell, m. M. (Ed.). (1993). Enzim biologi molekul. Totowa, NJ: Akhbar Manusia.
2. Loenen, w. Ke., Dryden, d. T., Raleight, e. Ke., & Wilson, g. G. (2013). Jenis I Enzim dan saudara mereka. Penyelidikan Asid Nukleik, 42(1), 20-44.
3. Murray, ms. R., Rosenthal, k. S., & Pfaller, m. Ke. (2017). Mikrobiologi Perubatan+ Pelajar Pelajar dalam Bahasa Sepanyol+ Pelajar Pelajar. Elsevier Health Sciences.
4. Nathans, d., & Smith, h. Sama ada. (1975). Sekatan endonukleases dalam analisis dan penstrukturan semula molekul DNA. Kajian Tahunan Biokimia, 44(1), 273-293.
5. Pingoud, a., Fuxreiter, m., Pingoud, v., & Wende, w. (2005). Endonukleases sekatan jenis II: Struktur dan mekanisme. Sains Kehidupan Selular dan Molekul, 62(6), 685.