エンドヌクレアーゼの機能と種類



の エンドヌクレアーゼ ヌクレオチド鎖の内側にあるホスホジエステル結合を切断する酵素です。エンドヌクレアーゼの制限部位は非常に多様である。これらの酵素の中にはDNA（デオキシリボ核酸、私たちの遺伝物質）をほぼどこでも切断するもの、つまり非特異的なものがあります。.

対照的に、それらが切除しようとしている領域または配列において非常に特異的である別の群のエンドヌクレアーゼがある。この酵素群は制限酵素として知られており、それらは分子生物学において非常に有用である。このグループで私達に知られていた酵素Bam HI、Eco RIおよびAlu Iがある.

エンドヌクレアーゼとは反対に、鎖の末端でホスホジエステル結合を切断する原因となる別の種類の触媒タンパク質 - エキソヌクレアーゼがある。.

索引

  • 1制限エンドヌクレアーゼ
  • 2制限エンドヌクレアーゼの機能と応用
    • 2.1制限酵素断片長多型（RFLP）
  • 3種類の制限酵素
    • 3.1タイプⅠ
    • 3.2タイプII
    • 3.3タイプⅢ
    • 3.4タイプIV
  • 4参考文献

制限エンドヌクレアーゼ

制限エンドヌクレアーゼまたは制限酵素は、非常に特異的な配列でDNA鎖の内側のホスホジエステル結合を切断する原因となる触媒タンパク質です。.

これらの酵素は複数のバイオテクノロジー企業で入手することができ、それらの使用は現在のDNA操作技術の中ではほとんど不可欠です。.

制限エンドヌクレアーゼは、それらが由来する生物の二項学名の最初の文字を使用して命名され、その後に株（これは任意である）が続き、それらが属する制限酵素のグループで終わる。例えば、Bam HIおよびEco RIは広く用いられているエンドヌクレアーゼである。.

酵素が認識するＤＮＡの領域は制限部位と呼ばれ、各エンドヌクレアーゼに特有であるが、いくつかの酵素は制限部位で一致し得る。この部位は一般に、長さが約４〜６塩基対の短いパリンドローム配列、例えばＡｃＣＴ（Ａｌｕ Ｉの場合）およびＧＡＡＴＴＣのＥｃｏＲＩからなる。.

パリンドローム配列は、５ 'から３'方向または３ 'から５'方向に読まれるが同一である配列である。例えば、Eco RIの場合、回文配列は次のとおりです。GAATTCおよびCTTAAG.

制限酵素の機能と応用

分子生物学者にとって幸運なことに、細菌は進化の過程で遺伝物質を内部で断片化する一連の制限エンドヌクレアーゼを開発しました。.

自然界では、これらの酵素は - おそらく - ファージ由来のものなどの外来DNA分子の侵入に対する細菌防御システムとして進化してきた.

それ自体の遺伝物質と外来の遺伝物質とを区別するために、これらの制限エンドヌクレアーゼは特定のヌクレオチド配列を認識することができる。従って、この配列を持たないＤＮＡは細菌の内部で乱されることがない。.

対照的に、エンドヌクレアーゼが制限部位を認識すると、それはDNAに結合してそれを切断する。.

生物学者は生物の遺伝物質を研究することに興味があります。しかしながら、ＤＮＡは長さが数百万塩基対からなる。これらの分子は非常に長く、小さい断片で分析されるべきです.

この目的を達成するために、制限エンドヌクレアーゼは様々な分子生物学プロトコルに組み込まれています。例えば、個々の遺伝子を捕獲しそして将来の分析のために複製することができる。このプロセスは「クローニング」遺伝子と呼ばれます.

制限断片長多型（RFLP）

制限断片長多型は、制限エンドヌクレアーゼが認識し切断することができるDNA中の特定のヌクレオチド配列のパターンを指す。.

酵素の特異性のおかげで、それぞれの生物は、可変長の断片を起源とする、DNAの特定のカットパターンによって特徴付けられます。.

制限エンドヌクレアーゼの種類

歴史的に、制限エンドヌクレアーゼはローマ数字で示される３種類の酵素に分類されてきた。最近、第４の種類のエンドヌクレアーゼが記載されている。.

タイプI

Ｉ型エンドヌクレアーゼの最も重要な特徴は、それらがいくつかのサブユニットによって形成されたタンパク質であるということである。これらのそれぞれは単一のタンパク質複合体として機能し、通常Rと呼ばれる2つのサブユニット、2つのMと1つのSを持っています。.

Ｓ部分はＤＮＡ中の制限部位の認識を担う。一方、Rサブユニットは切断に必須であり、Mはメチル化反応の触媒に関与しています。.

一般的に使用されている文字A、B、CおよびDで知られているI型酵素の4つのサブカテゴリがあります。この分類は遺伝的相補性に基づいています.

Ｉ型酵素は発見されそして精製された最初の制限エンドヌクレアーゼであった。しかしながら、分子生物学において最も有用なものは、次のセクションに記載されるタイプIIのものである。.

タイプII

ＩＩ型制限エンドヌクレアーゼは、特定のＤＮＡ配列を認識し、そして５ 'リン酸および３'ヒドロキシルを産生する配列の近くの一定の位置で切断を行う。マグネシウムイオンは通常補因子として必要です（Mg2+）、しかし、はるかに具体的な要件を持つものがあります.

構造的には、それらは単量体、二量体、さらには四量体としても現れることができる。組換え技術はII型エンドヌクレアーゼを使用し、そしてこの理由のために3,500を超える酵素が特徴付けられている。.

タイプIII

これらの酵素システムは2つの遺伝子から構成されています。 mod そして res, これはDNAを認識するサブユニットと修飾または制限をコードします。両方のサブユニットは制限、ATPの加水分解に完全に依存するプロセスに必要です.

ＤＮＡ分子を切断するためには、酵素は非パリンドローム認識配列の２つのコピーと相互作用しなければならず、そしてその部位は基質上で逆方向でなければならない。切断はDNAの転座によって先行される.

タイプIV

最近追加のグループが確認されました。この系は、メチル化、ヒドロキシメチル化、またはヒドロシル化グリコシルであれ、修飾DNA配列のみを切断するタンパク質をコードする2つ以上の遺伝子からなる。.

例えば、酵素EckKMcrBCは一般形RmCの二つのジヌクレオチドを認識する。プリンとそれに続くメチル化シトシン、それはいくつかの塩基対によって分離することができる - 40からほぼ3000まで。切断は酵素が認識する部位の後約30塩基対で起こる。.

参考文献

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