Endonükleazların fonksiyonları ve çeşitleri

endonükleazlar nükleotit zincirinin içinde bulunan fosfodiester bağlarını kesen enzimlerdir. Endonükleazların kısıtlama bölgeleri çok çeşitlidir. Bu enzimlerden bazıları, DNA'yı (deoksiribonükleik asit, genetik materyalimiz) hemen hemen her yerde keser, yani spesifik değildir.

Aksine, kesilecekleri bölge veya dizide çok spesifik olan başka bir endonükleaz grubu vardır. Bu enzim grubu kısıtlama enzimleri olarak bilinir ve moleküler biyolojide çok faydalıdırlar. Bu grupta bilinen bilinen Bam HI, Eco RI ve Alu I enzimlerine sahibiz..

Endonükleazların aksine, zincirin sonunda fosfodiester bağlantısını kesmekten sorumlu başka bir tür katalitik protein vardır - eksonükleazlar -.

indeks

• 1 Kısıtlama endonükleazları
• 2 Kısıtlama endonuclesinin işlevleri ve uygulamaları
  • 2.1 Kısıtlama parçası uzunluğu polimorfizmi (RFLP)
• 3 Kısıtlama endonükleaz tipleri
  • 3.1 Tip I
  • 3.2 Tip II
  • 3.3 Tip III
  • 3.4 Tip IV
• 4 Kaynakça

Kısıtlama endonükleazları

Kısıtlama endonükleazları veya kısıtlama enzimleri, DNA zinciri içindeki fosfodiester bağlarının çok spesifik sekanslarda ayrılmasından sorumlu olan katalitik proteinlerdir..

Bu enzimler çoklu biyoteknoloji şirketlerinde edinilebilir ve kullanımları mevcut DNA manipülasyon teknikleri içerisinde neredeyse vazgeçilmezdir.

Kısıtlama endonükleazları, geldikleri organizmanın binom bilimsel isminin ilk harfleri kullanılarak adlandırılırlar, bunu izlerler (bu isteğe bağlıdır) ve ait oldukları kısıtlama enzimleri grubuyla biter. Örneğin, Bam HI ve Eco RI yaygın olarak kullanılan endonükleazlar.

Enzimin tanıdığı DNA bölgesine kısıtlama bölgesi denir ve her endonükleaz için benzersizdir, ancak bazı enzimler kısıtlama alanlarında çakışabilir. Bu site genellikle, AGCT (Alu I için) ve Eco RI için GAATTC gibi uzunluğu yaklaşık 4 ila 6 baz çifti olan kısa bir palindromik sekanstan oluşur..

Palindromik diziler, 5 'ila 3' veya 3 'ila 5' yönünde okunmasına rağmen, aynı olan dizilerdir. Örneğin, Eco RI durumunda, palindromik sekans: GAATTC ve CTTAAG'dir..

Kısıtlama endonuclesinin işlevleri ve uygulamaları

Neyse ki moleküler biyologlar için bakteri, evrim sırasında genetik materyali dahili olarak parçalayan bir dizi kısıtlama endonükleazını geliştirmiştir..

Doğada, bu enzimler muhtemelen - fajlardan gelenler gibi yabancı DNA moleküllerinin istilasına karşı bakteri koruma sistemi olarak gelişti..

Kendi ve yabancı genetik materyal arasında ayrım yapmak için, bu kısıtlama endonükleazları spesifik nükleotit sekanslarını tanıyabilir. Böylece, bu sekansa sahip olmayan DNA bakteri içinde bozulmayabilir.

Buna karşılık, endonükleaz kısıtlama bölgesini tanıdığında, DNA'ya bağlanır ve onu keser..

Biyologlar, canlıların genetik materyallerini çalışmakla ilgileniyorlar. Bununla birlikte, DNA uzunluğu birkaç milyon baz çiftinden oluşur. Bu moleküller son derece uzundur ve küçük parçalar halinde analiz edilmelidir..

Bu amacı gerçekleştirmek için, kısıtlama endonükleazları çeşitli moleküler biyoloji protokollerine entegre edilmiştir. Örneğin, gelecekteki analizler için ayrı bir gen yakalanabilir ve çoğaltılabilir. Bu işlem bir gen "klonlama" olarak adlandırılır.

Kısıtlama parçası uzunluğu polimorfizmi (RFLP)

Kısıtlama fragmanı uzunluğu polimorfizmleri, DNA'daki sınırlama endonükleazlarının tanıyabildiği ve kesebildiği spesifik nükleotit sekanslarının modelini ifade eder..

Enzimlerin özgüllüğü sayesinde, her organizma, değişken uzunluklarda fragman oluşturan, DNA'da spesifik bir kesme kalıbı ile karakterize edilir..

Kısıtlama endonükleaz tipleri

Tarihsel olarak, kısıtlama endonükleazları, Romen rakamları ile gösterilen üç tür enzim olarak sınıflandırılmıştır. Son zamanlarda, dördüncü bir tür endonükleaz tanımlanmıştır.

Ben yazın

Tip I endonükleazların en önemli özelliği, birkaç alt ünite tarafından oluşturulan protein olmasıdır. Bunların her biri tek bir protein kompleksi olarak işlev görür ve genellikle R, iki M ve bir S olarak adlandırılan iki alt üniteye sahiptir..

S kısmı, DNA'daki kısıtlama bölgesinin tanınmasından sorumludur. Diğer yandan, R alt birimi bölünme için elzemdir ve M, metilasyon reaksiyonunun katalizlenmesinden sorumludur..

Yaygın olarak kullanılan A, B, C ve D harfleriyle bilinen tip I enzimlerinin dört alt kategorisi vardır. Bu sınıflandırma genetik tamamlamaya dayanmaktadır.

Tip I enzimler keşfedilen ve saflaştırılan ilk kısıtlama endonükleazlarıydı. Bununla birlikte, moleküler biyolojide en faydalı olanları, bir sonraki bölümde anlatılacak olan II..

Tip II

Tip II kısıtlama endonükleazları spesifik DNA dizilerini tanır ve 5 'fosfatlar ve 3' hidroksiller üreten bir dizinin yakınında sabit bir pozisyonda bölünme gerçekleştirir. Magnezyum iyonları genellikle kofaktör olarak gereklidir (Mg²⁺), ancak çok daha spesifik gereksinimleri olan bazı var.

Yapısal olarak monomerler, dimerler ve hatta tetramerler olarak görünebilirler. Rekombinant teknoloji, tip II endonükleazları kullanır ve bu nedenle 3.500'den fazla enzim tanımlanmıştır..

Tip III

Bu enzim sistemleri denilen iki genden oluşur. şık ve sığır, hangi DNA'yı tanıyan alt birimler için ve değişiklikler veya kısıtlamalar için kod. Her iki alt birim, ATP'nin hidrolizine tamamen bağımlı bir süreç olan kısıtlama için gereklidir..

DNA molekülünü parçalamak için enzim, palindromik olmayan tanıma dizisinin iki kopyası ile etkileşime girmeli ve bölgeler, substrat üzerinde ters yönde olmalıdır. Bölünme, DNA'nın yer değiştirmesinden önce gelir..

Tip IV

Son zamanlarda ek bir grup tespit edildi. Sistem, sadece modifiye edilmiş DNA sekanslarını parçalayan proteinleri kodlayan iki veya daha fazla genden oluşur; metillenmiş, hidroksimetillenmiş veya hidrosillenmiş glikosil.

Örneğin, EckKMcrBC enzimi, genel form RmC'nin iki dinükleotidini tanır; birkaç baz çifti ile ayrılabilen bir metile sitozin ve ardından 40 ila 3000 arasında bir purin. Bölünme, enzimin tanıdığı alandan sonra yaklaşık 30 baz çifti şeklinde gerçekleşir..

referanslar

1. Burrell, M.M. (Ed.). (1993). Moleküler biyoloji enzimleri. Totowa, NJ: Humana Basını.
2. Loenen, W.A., Dryden, D.T., Raleigh, E.A., ve Wilson, G. G. (2013). Tip I kısıtlama enzimleri ve yakınları. Nükleik asit araştırması, 42(1), 20-44.
3. Murray, P.R., Rosenthal, K.S., & Pfaller, M.A. (2017). Tıbbi Mikrobiyoloji + İspanyolcada Öğrenci Danışmanı + Öğrenciİngilizce. Elsevier Sağlık Bilimleri.
4. Nathans, D., ve Smith, H. O. (1975). DNA moleküllerinin analizinde ve yeniden yapılandırılmasında kısıtlama endonükleazları. Biyokimyanın yıllık değerlendirmesi, 44(1), 273-293.
5. Pingoud, A., Fuxreiter, M., Pingoud, V., ve Wende, W. (2005). Tip II kısıtlama endonükleazları: yapısı ve mekanizması. Hücresel ve moleküler yaşam bilimleri, 62(6), 685.