Restrikcijski enzim

Restrikcijski enzim , također nazvan restrikcijska endonukleaza , protein koji proizvode bakterije koje cijepa DNA na određenim mjestima duž molekule. U bakterijskoj stanici, restrikcijski enzimi rascijepiti strana DNK, čime se eliminiraju zaraženi organizmi. Restrikcijski enzimi mogu se izolirati iz bakterijskih stanica i koristiti u laboratoriju za manipulaciju fragmentima DNA, poput onih koji sadrže gene; iz tog su razloga oni neophodni alati za tehnologija rekombinantne DNA ( genetski inženjering ).

knjižnica cDNA

Biblioteka cDNA Biblioteka cDNA predstavlja kolekciju samo gena koje organizam kodira u proteine. Komplementarna DNA ili cDNA nastaje obrnutom transkripcijom glasničke RNA, a biblioteka cDNA stvara se tehnologijom kloniranja DNA. Encyclopædia Britannica, Inc.



Bakterija koristi restrikcijski enzim za obranu od bakterijskih virusa tzv bakteriofagi , ili fage. Kad fag zarazi bakteriju, ubacuje svoju DNK u bakterijsku stanicu kako bi se mogla replicirati. Restrikcijski enzim sprječava replikaciju DNA faga rezanjem na mnogo dijelova. Restrikcijski enzimi imenovani su zbog njihove sposobnosti da ograniče ili ograniče broj sojeva bakteriofaga koji mogu zaraziti bakteriju.



gdje se nalazi koncentracijski logor Aušvic

Svaki restrikcijski enzim prepoznaje kratki, specifični slijed nukleotidnih baza (četiri osnovne kemijske podjedinice linearne dvolančane molekule DNA - adenin, citozin, timin i gvanin). Ta se područja nazivaju sekvencama prepoznavanja ili mjestima prepoznavanja i nasumično su raspoređena po DNA. Različite bakterijske vrsta stvaraju restrikcijske enzime koji prepoznaju različite nukleotidne sekvence.

Kad restrikcijska endonukleaza prepozna sekvencu, ona probija molekulu DNA katalizirajući hidroliza (cijepanje kemijske veze dodavanjem molekule vode) veze između susjedni nukleotidi. Bakterije sprječavaju razgradnju vlastite DNK na taj način prikrivajući svoje sekvence prepoznavanja. Enzimi nazvani metilaze dodaju metilne skupine (—CH3) na adeninske ili citozinske baze unutar sekvence prepoznavanja, koja je na taj način modificirana i zaštićena od endonukleaze. Restrikcijski enzim i njegova odgovarajuća metilaza konstituirati sustav restrikcija-modifikacija bakterijske vrste.



Tradicionalno su prepoznate četiri vrste restrikcijskih enzima, označene I, II, III i IV, koje se prvenstveno razlikuju po strukturi, mjestu cijepanja, specifičnosti i kofaktorima. Enzimi tipa I i III slični su po tome što i restrikcijske i metilazne aktivnosti provodi jedan veliki enzimski kompleks, za razliku od sustava tipa II, u kojem restrikcijski enzim neovisno o svojoj metilazi. Restrikcijski enzimi tipa II također se razlikuju od tipa I i III po tome što cijepaju DNA na određenim mjestima unutar mjesta prepoznavanja; drugi nasumce cijepaju DNK, ponekad stotine baza iz sekvence prepoznavanja. Nekoliko tisuća restriktivnih enzima tipa II identificirano je iz različitih vrsta bakterija. Ti enzimi prepoznaju nekoliko stotina različitih sekvenci, obično duljine od četiri do osam baza. Restriktivni enzimi tipa IV cijepaju samo metiliranu DNA i pokazuju slabu specifičnost sekvence.

Restrikcijski enzimi su krajem 1960-ih i početkom 1970-ih otkrili i okarakterizirali molekularni biolozi Werner Arber, Hamilton O. Smith i Daniel Nathans. Sposobnost enzima da režu DNA na preciznim mjestima omogućila je istraživačima da izoliraju fragmente koji sadrže gene i rekombiniraju ih s drugim molekulama DNA - tj. Da kloniraju gene. Imena restrikcijskih enzima izvedena su iz roda, vrste i soja oznake bakterija koje ih proizvode; na primjer, enzim Jeka RI proizvodi Escherichia coli soj RY13. Smatra se da restrikcijski enzimi potječu od zajedničkog proteina predaka i evoluirali su da prepoznaju specifične sekvence kroz procese poput genetske rekombinacije i amplifikacije gena.