《实用内科学》限制性核酸内切酶
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限制性核酸内切酶名词解释限制性核酸内切酶(RestrictionNucleases)是一类酶,在一个特定的基因序列中,它能够以高精度地找到并且切割目标片段。
它的另一个叫法是限制性内切酶,是一种分子生物学中的重要工具,通常用来分离和分析特定的DNA片段,从而帮助研究人员全面了解和研究基因组。
这类酶被发现于1960年,并于1972年获得诺贝尔生理学或医学奖,因为它们在分子生物学方面具有重要的意义。
限制性核酸内切酶是一种能够将双链DNA分割成其他片段的酶。
它们是自然界中存在的,细菌通过限制内切酶来防御抗生素和其他有害细菌,另一方面,研究人员也可以使用它们来分离和分析DNA片段,从而了解基因信息和细胞运行机制。
在这种情况下,限制性核酸内切酶能够将双链DNA识别为其特定目标序列,在这个特定序列处将所有字母(A,T,G,C)切断,并将其分割成单链片段。
每个限制性核酸内切酶都有一个特定的识别序列,只有细菌有多种不同的内切酶,这些酶可以识别每个特定的目标序列,并且可以在这些序列处将双链DNA切割成片段。
限制性核酸内切酶的工作原理和精度使它们成为了分子生物学方面的重要工具。
它们可以用来识别和分析基因片段,而这些片段可以用来研究基因组,并了解基因如何影响细胞运作及机体发育,以及疾病随之而来的基因变化。
限制性核酸内切酶可以用来分离DNA,而这也是各种分子生物学应用所必需的。
例如,它们可以用来制作基因组图谱、分析基因组差异、复制特定基因以及在真核细胞和原核细胞等不同的生物体中测量基因表达的等,在医学研究中也有很大的应用。
此外,由于限制性核酸内切酶的超精确切割功能,它们被广泛应用于基因工程和转基因技术中,可以帮助开发者们分离和重组特定的基因,以获得想要的表型。
这些技术也能够应用于改变植物的物种,用以改善植物的各种性状,例如增加水合作用,减少营养价值,增强抗病性能,增加耐盐性以及改变其他特性。
总之,限制性核酸内切酶是一种重要的酶,它的工作原理和精确的切割功能使它成为了分子生物学研究中的重要工具,并且它还在基因工程和转基因技术中有着广泛的应用。
限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶:是识别DNA的特异序列,并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。
限制性核酸内切酶的分类:依照限制酶的结构,辅因子的需求切位与作用方式,可将限制酶分为三种类型,别离是第一型(Type I)、第二型(Type II)及第三型(Type III)。
第一型限制酶同时具有修饰(modification)及认知切割(restriction)的作用;还有认知(recognize)DNA 上特定碱基序列的能力,通常其切割位(cleavage site)距离认知位(recognition site)可达数千个碱基之远,并非能准确信位切割位点,因此并非经常使用。
例如:EcoB、EcoK。
第二型限制酶只具有认知切割的作用,修饰作用由其他酵素进行。
所认知的位置多为短的回文序列(palindrome sequence);所剪切的碱基序列通常即为所认知的序列。
是遗传工程上,有效性较高的限制酶种类。
例如:EcoRI、HindIII。
第三型限制酶与第一型限制酶类似,同时具有修饰及认知切割的作用。
可认知短的不对称序列,切割位与认知序列约距24-26个碱基对,并非能准确信位切割位点,因此并非经常使用。
例如:EcoPI、HinfIII。
限制酶在遗传学方面的应用:1、在甚因工程方面利用能产生“粘性结尾”的限制酶, 进行DNA的体外重组, 是较为方便的, 只要用同一限制酶处置不同来源的DNA, 由于所产生的水解片段具有相同的粘性结尾, 能够彼此“粘合”,再经连接酶处置, 就成为重组DNA分子了. 目前, 基因工程上, 限制酶要紧应用于以下两方面(1)目的基因与载体的重组细菌细胞中的限制酶能水解外源DNA , 因此必需通过适当的载体(质粒或噬菌体)的帮忙才能将外源DNA引人受体细胞并在其中增殖和表达。
将供体DNA与载体用一样的限制酶处置, 使载体带上各类各样的外源DNA片断, 然后引人受体细菌细胞增殖, 菌细胞增殖, 再挑选出所需的菌株, 便取得带有某一目的基因的繁衍系.用这种方式, 已成功地将酵母菌的咪哇甘油磷酸脱水酶基因、夕一异丙基苹果酸脱氢酶基因和色氨酸合成酶基因通过几噬菌体转人大肠杆菌,并表达了信息.(2)建造新的基因载体作为基因载体,在引人受体细胞后, 必需有较高的复制率, 以求取得大量的基因产物;必需具有一个选择性标志, 以便挑选;还要有一最多种限制酶的作用位点(每种酶只有一个切口);也要求利用平安。
限制性核酸内切酶名词解释限制性核酸内切酶(RestrictionNucleases,RNases)是一类重要的核酸分子分析工具,是由胞壁杆菌和放线菌等微生物中编码的特定核酸酶类别。
它可以特异性的切割DNA和RNA的特定序列,对研究DNA和RNA的结构和功能有着重要的作用。
限制性核酸内切酶的分子结构基本上是由多聚腺苷酸(polypeptide)和双聚腺苷酸(dipeptide)组成的。
此外,它们还包含辅酶(cofactor),例如Mg2+或Ca2+、K+等,并且需要这些辅酶才能激活其具有酶活性。
一个限制性核酸内切酶在一次反应中可以检测出多个DNA序列,而且能够辨识具有同系特征特异性碱基对,尽量减少大量的氧化废物产生。
与其他核酸分子分析工具不同的是,限制性核酸内切酶具有单端可切或双端可切的特性,可以选择性地切割DNA分子的特定序列,其切割后的片段可以进一步用于分子生物学技术,如DNA测序、PCR及DNA杂交等。
例如,细菌DNA内切酶BamHI以TGT^AAT为切割位点,能有效地将DNA分子切断,切割后可以得到二条内切片段,分别以TGT和AAT为3端,以及一条5末端非切片段;而HpaII以C^CGG为切割位点,切割后可以得到二条内切片段,分别以C和CGG为5端,以及一条3末端的非切片段。
此外,限制性核酸内切酶还可用于检测DNA片段的克隆和定位,以及调控基因表达,控制蛋白质翻译等用途,因此,它们在遗传学、分子生物学研究中起着重要的作用。
它们能够解析特定DNA序列,同时保留它们的原始特征,有助于研究者对其进行详细的调查。
在生物技术的应用中,使用限制性核酸内切酶可以改变DNA序列,实现重组DNA的目的,创造各种抗性等目的。
因此,限制性核酸内切酶的重要性不言而喻。
它们是研究 DNARNA 构和功能的重要工具,同时也是实现技术转化的重要基础。
它们可以用于检测DNA片段,改变序列,以及调控基因表达等多种用途,同时也可以做出有意义的蛋白质和重要生物体系。
限制性内切核酸酶名词解释限制性内切核酸酶(restrictive endoribonuclease)能识别特异的核苷酸序列,它们不与单链的核酸共价结合,而是以共价键切开单链核酸,然后再将切开的片段两两链接起来形成完整的分子。
限制性内切核酸酶分为限制性激酶和限制性内切酶。
限制性内切核酸酶能有效降解RNA或DNA中的碱基、磷酸二酯键、侧链基团等核酸结构,从而阻止了DNA或RNA进入蛋白质或脂类等高分子化合物中,使其失去遗传功能或者发生改变。
它主要作用于核苷酸的3'-OH末端。
限制性内切核酸酶(restrictive endoribonuclease)分为限制性激酶和限制性内切酶。
限制性激酶仅对特定核苷酸序列敏感,而限制性内切酶则可识别并裂解特定核苷酸序列,并且有特异性。
限制性内切核酸酶能有效降解RNA或DNA中的碱基、磷酸二酯键、侧链基团等核酸结构,从而阻止了DNA或RNA进入蛋白质或脂类等高分子化合物中,使其失去遗传功能或者发生改变。
它主要作用于核苷酸的3'-OH末端。
这类酶通常比较稳定,多数不会自动水解底物,即使在无酶情况下也可保持活性。
由于它可被一些长寿命的蛋白质修饰,故认为限制性内切核酸酶具有超活性。
限制性内切核酸酶已经广泛应用于生物化学研究及临床诊断。
1、限制性内切核酸酶识别DNA或RNA的模板链的序列,并且限制性内切酶能够切割双链DNA分子; 2、限制性内切核酸酶与细胞内或细胞外的另一种酶——限制性核酸内切酶结合,对它进行识别和剪切; 3、当产生的酶与目标分子连接时,目标分子便能被释放出来,这就导致了基因表达的调控。
在基因工程中,将目标DNA的片段通过限制性内切酶切割之后,将两端的切口连接起来,这样就可以用连接酶将DNA片段连接起来,合成为双链DNA,进而实现DNA指导蛋白质的表达。
限制性内切核酸酶名词解释:是指能识别核苷酸序列并将其分解成小片段的内切核酸酶。
限制性内切核酸酶的识别序列是由3’端或5’端内含子组成的核苷酸序列。
限制性内切核酸酶名词解释限制性内切核酸酶是一种能够识别并水解脱氧核苷酸侧链的蛋白质,是除磷酸双酯酶之外一类分子量比较大的酶。
这类酶不受其他限制性内切核酸酶或核酸酶的抑制,对许多蛋白质具有高度特异性。
大部分哺乳动物细胞都含有限制性内切核酸酶。
人的成熟红细胞、精子等也含有少量限制性内切核酸酶。
由于限制性内切核酸酶广泛存在于人体各组织细胞中,而且又可以对其进行高效降解,因此常被用于对细胞的活性研究。
现已知道人类有三种典型的限制性内切核酸酶:一种是位于13号染色体上的脊椎动物细胞核DNA限制性内切核酸酶;另一种是位于22号染色体上的鸟类细胞核DNA限制性内切核酸酶,以及一种位于X染色体上的人类细胞核和线粒体DNA限制性内切核酸酶。
最近,在哺乳动物细胞中发现了一种新的DNA限制性内切核酸酶。
限制性内切核酸酶对哺乳动物的DNA和RNA具有很高的专一性。
它们能识别被连接到碱基末端的核苷酸残基,并使脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)沿着被切断的核苷酸末端彼此分开。
限制性内切核酸酶也叫做限制性核酸内切酶,是一类在某些条件下可以将DNA或RNA一分为二的特殊的核酸内切酶。
目前发现的限制性内切核酸酶包括3个亚家族,即头甲型限制性内切核酸酶、尾加型限制性内切核酸酶和未定型限制性内切核酸酶。
虽然还没有明确证据表明限制性内切核酸酶与人类癌症、基因突变、血型以及某些疾病的发生和发展有直接关系,但限制性内切核酸酶作为一类具有重要生理功能的酶,在基因工程技术的应用方面显示出巨大潜力。
与基因重组相比,基因修饰是限制性内切核酸酶作用的另一个重要领域。
因为基因修饰也是细胞中经常发生的事情。
限制性内切核酸酶的活性不仅取决于蛋白质的浓度,还取决于温度、 pH值、离子强度、金属离子、抑制剂、酶和DNA模板等多种因素,当这些因素发生变化时,限制性内切核酸酶的活性也会随之改变。
许多实验表明,不同温度和盐浓度对限制性内切核酸酶活性的影响是非常明显的,限制性内切核酸酶活性也随温度的升高而提高。
《实用内科学》限制性核酸内切酶
1953年Watson 和Crick 发现了DNA 双螺旋结构,并揭示了DNA 自我复制的机制,为分子生物学树立了里程碑,使人们开始用分子生物学的语言来解释人类的遗传现象。
1961年Mar mur 和Doty 发现了DNA 分子的复性规律并建立了核酸分子杂交技术;1966年Nirenberg,Crick 和Ochoa 等破译了人类的遗传密码,并提出了遗传信息的中心法则;1968年Arber 等发现了DNA 限制性内切酶;1972年Boyer,Cohen 和Berg 成功地建立了DNA 无性繁殖技术;1975年Sanger 和Gilbert 建立了DNA 分子中核苷酸顺序分析法。
在上述基础理论和基本技术的基础上建立的重组DNA‐基因工程技术,已成为分子生物学的核心技术,并已渗透到生命科学的各个领域,在医学领域尤为突出,不仅研制了多种多样的疫苗、药物和诊断试剂用于防病治病,而且揭示了许多疾病的发病机制都与特定基因的结构和功能、基因表达及其调控有关。
而今,RNA 干涉和表观遗传学的发现,使现代分子生物学深刻地促进着医学的发展。
重组DNA 技术
重组DNA 技术(recombinant DNA technology)主要包括:限制性核酸内切酶等工具酶的应用、基因的无性繁殖、核酸分子杂交和DNA 分子的核苷酸序列分析。
限制性核酸内切酶
限制性核酸内切酶多数从大肠杆菌中制备,能识别DNA 分子内部特异的对称顺序[通常为4~8个碱基对(base pair,bp;千碱基对kbp,简写kb)],对称部位的一条链旋转180°,则两条链顺序完全相同。
限制性核酸内切酶水解切断每条链的一个3′,5′‐磷酸二酯键,形成5′‐PO4末端和3′‐OH 末端。
有的限制性核酸内切酶在不同的平面上切割DNA 的两条单链,其切割点在旋转对称轴上,切割后两条单链末端不在同一平面上,使每条链上都留下一段(约2~6个核苷酸)伸出来的单链,这段单链的顺序很有规律,不论哪一条,从5′→3′端读去,结构相同,因为DNA 是逆行排列碱基互补的双链,所以这两段单链的碱基彼此互补,可再次形成氢键,使DNA 重新环化。
这种限制性核酸内切酶切下的末端称为黏性末端。
有的限制性核酸内切酶在同一平面上切割DNA 的双链,切割后,两条单链的末端在同一平面上,称钝性末端(或平头末端)(表2‐1‐1)。
钝性末端不能自行环化。
无论黏性末端或钝性末端均必须在连接酶催化下才能在两个末端之间再次形成磷酸二酯键,使DNA 片段真正稳定地连接起来(图2‐1‐1)。
表2‐1‐1 限制性核酸内切酶切点及切割后末端结构
图2‐1‐1 重组DNA 分子的形成
质粒DNA 经限制性核酸内切酶切割,形成含有黏性末端的线性DNA,具有同样黏性末端的DNA 片段通过碱基互补,形成环状DNA,在DNA 连接酶催化下产生很稳定的重组DNA 分子
至今已分离到的限制性核酸内切酶有数百种以上,常用的有数十种。
各种内切酶都有最适的作用条件。
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