Vše o restrikčních enzymech

Kolik víte o restrikčních enzymech? Získejte lepší přehled o tom, co dělají a proč jsou důležité s touto recenzí.

Definice restrikčních enzymů

Restrikční endonukleázy jsou třídou enzymů, které štěpí molekuly DNA. Každý enzym rozpoznává jedinečnou sekvenci nukleotidů v řetězci DNA. Takové sekvence jsou obvykle dlouhé asi 4 až 6 párů bází. Sekvence jsou palindromické v tom, že komplementární řetězec DNA má stejnou sekvenci pouze v opačném směru.

Jinými slovy, obě vlákna DNA jsou řezány na stejném místě.

Kde jsou tyto enzymy nalezeny

Restrikční enzymy se nacházejí v mnoha různých kmenech bakterií, kde se jejich biologická role podílí na obraně buněk. Tyto enzymy "omezují" cizí (např. Virovou) DNA, která vstupuje do buňky tím, že ji ničí. Hostitelská buňka má systém restrikční modifikace, který methyluje svou vlastní DNA v místech specifických pro příslušné restrikční enzymy, čímž ji chrání před štěpením. Bylo zjištěno více než 800 známých enzymů, které rozpoznávají více než 100 různých nukleotidových sekvencí.

Použití v biotechnologiích

Restrikční enzymy se používají v biotechnologii ke snížení DNA na menší řetězce, aby studovali rozdíly délky fragmentů mezi jednotlivci (RFLP). Používají se také pro klonování genů.

Techniky RFLP byly použity k určení toho, že jednotlivci nebo skupiny jedinců mají v určitých oblastech genomu odlišné rozdíly v genových sekvencích a schématech restrikčních štěpení.

Znalost těchto jedinečných oblastí je základem pro otisky DNA. Každá z těchto metod závisí na použití elektroforézy na agarosovém gelu pro separaci DNA fragmentů. Pufr TBE, který je tvořen bází Tris, kyseliny borité a EDTA, se běžně používá k elektroforéze na agarosovém gelu ke zkoumání DNA produktů.

Typy restrikčních enzymů

Existují tři různé typy restrikčních enzymů. Typ I rozděluje DNA v náhodných místech až na 1000 nebo více párových bází z rozpoznávacího místa. Typ III řezá přibližně 25 párů párů z místa. Typy I a III vyžadují ATP a mohou být velké enzymy s více podjednotkami. Enzymy typu II, které se používají převážně v biotechnologiích, dělí DNA v rámci uznávané sekvence bez potřeby ATP a jsou menší a jednodušší.

Restrikční enzymy typu II jsou pojmenovány podle bakteriálních druhů, ze kterých jsou izolovány. Například enzym EcoRI byl izolován z E. coli . Většina veřejnosti je obeznámena s E. coli vypuknutí v potravinách.

Restrikční enzymy typu II mohou vytvářet dva různé typy řezů v závislosti na tom, zda obě vlákna rozříznou ve středu rozpoznávací sekvence nebo každé vlákno blíže k jednomu konci rozpoznávací sekvence.

Bývalý řez vytvoří "tupé konce" bez převisů nukleotidů. Ta druhá generuje "lepivé" nebo "soudržné" konce, protože každý výsledný fragment DNA má převis, který komplimentuje ostatní fragmenty. Oba jsou užitečné v molekulární genetice pro tvorbu rekombinantní DNA a proteinů.

Tato forma DNA vyniká, protože je produkována ligací (spojováním) dvou nebo více různých pramenů, které nebyly původně spojeny dohromady.