Τι συμβαίνει όταν χρησιμοποιείται ένα ένζυμο περιορισμού στο DNA;
1. Ιστοσελίδα αναγνώρισης:
- Τα ένζυμα περιορισμού αναγνωρίζουν συγκεκριμένες, σύντομες αλληλουχίες του DNA που ονομάζονται "τοποθεσίες αναγνώρισης". Αυτές οι τοποθεσίες είναι συνήθως 4-8 ζεύγη βάσεων μήκους και είναι παλινδρομικά, που σημαίνει ότι διαβάζουν τα ίδια προς τα εμπρός και προς τα πίσω σε αντίθετα σκέλη.
- Για παράδειγμα, το EcoRi Enzyme Enzyme αναγνωρίζει την αλληλουχία Gaattc.
2. Διάσπαση:
- Μόλις το ένζυμο περιορισμού εντοπίσει τη θέση αναγνώρισης του, δεσμεύεται με το DNA και διασπά τους δεσμούς φωσφοδιεστέρα μέσα στη ραχοκοκαλιά του DNA.
- Μερικά ένζυμα κόβονται "αμβλύ", αφήνοντας ένα καθαρό διάλειμμα χωρίς προεξοχή.
- Άλλοι κόβουν "κολλώδη", αφήνοντας κλιμακωτά άκρα με μονόκλωνες προεξοχές που είναι συμπληρωματικές μεταξύ τους. Αυτά τα κολλώδη άκρα μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για να ενώσουν διαφορετικά θραύσματα DNA μαζί.
3. Κατακερματισμός:
- Το μόριο DNA κόβεται τώρα σε μικρότερα θραύσματα στα σημεία όπου ενήργησε το ένζυμο περιορισμού. Ο αριθμός και το μέγεθος των θραυσμάτων εξαρτώνται από τον αριθμό των θέσεων αναγνώρισης που υπάρχουν στο μόριο DNA και το μοτίβο κοπής του ενζύμου.
Εφαρμογές:
Τα ένζυμα περιορισμού είναι κρίσιμα εργαλεία στη μοριακή βιολογία με πολλές εφαρμογές:
- κλωνοποίηση DNA: Δημιουργία ανασυνδυασμένου DNA με την ένταξη θραυσμάτων που κόβονται με το ίδιο ένζυμο περιορισμού.
- Χαρτογράφηση DNA: Προσδιορισμός της θέσης των γονιδίων και άλλων αλληλουχιών σε χρωμοσώματα.
- Γενετική μηχανική: Δημιουργία τροποποιημένων οργανισμών με επιθυμητά χαρακτηριστικά.
- Ιατροδικαστική επιστήμη: Ανάλυση δειγμάτων DNA για τον εντοπισμό ατόμων.
- γονιδιακή θεραπεία: Επισκευή ελαττωματικών γονιδίων εισάγοντας διορθωμένες εκδόσεις.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ένα μόριο DNA με την ακολουθία:
`` `
... agtcgaattcctag ...
`` `
Εάν χρησιμοποιείτε το EcoRi Enzyme Enzyme (αναγνωρίζοντας το GAATTC), θα κόψει το DNA στο επόμενο σημείο:
`` `
... AGTC GAATTC CTAG ...
`` `
Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα δύο θραύσματα DNA με κολλώδη άκρα:
`` `
... AGTC
... ctag ...
`` `
Αυτά τα κολλώδη άκρα μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για να ενταχθούν σε άλλα θραύσματα DNA που κόβονται με το ίδιο ένζυμο, δημιουργώντας ένα νέο ανασυνδυασμένο μόριο DNA.
