Restriktsiooni endonukleaasid on spetsiifilised ensüümid, mis lõikavad kaheahelalise DNA (dsDNA). Neid tuntakse molekulaarbioloogias ka molekulaarsete kääridena. Restriktsiooniensüümid on võimelised ära tundma äratundmissaitidena tuntud dsDNA spetsiifilisi lühikesi järjestusi ja lõhestama fosfodiester- ja vesiniksidemed, et avada topelt ahelad. Nende ensüümidega lõhustamise tulemusel toodetakse DNA fragmente, millel on erinevat tüüpi otsad, nagu kleepuvad ja nüri otsad. DNA ligaas on ensüüm, mida kasutatakse molekulaarbioloogias kahe külgneva DNA ahela liitmiseks, moodustades uusi sidemeid. Seda etappi nimetatakse ligeerimiseks ja vastavalt ligeeritud DNA otsa tüübile võib neid nimetada nüri otsa ligeerimiseks ja kleepuva otsa ligeerimiseks. Peamine erinevus nüri ja kleepuva otsa ligeerimise vahel on see nüri otsa ligeerimine toimub DNA fragmentide vahel, mis sisaldavad kahte nüri otsa arvestades, et kleepuv otsa ligeerimine toimub 5 '- 3' üleulatuvuse vahel. Võrreldes nüri otsaga ligeerimisega on kleepuv otsa ligeerimine tõhusam ja stabiilne.
SISU
1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on nüri lõpp-ligatsioon
3. Mis on kleepuv lõppliigatsioon
4. Kõrvuti võrdlus - nüri vs kleepuva otsaga ligeerimine
5. Kokkuvõte
Mõned restriktsiooni endonukleaasid võivad lõigata DNA vastupidistes alustes ja toota nüri otsaga DNA fragmente. Neid ensüüme nimetatakse nüri otste lõikuriteks; nad lõhenevad otse restriktsioonikoha keskele, jätmata üheahelalisi üleulatuvaid aluseid. Nüri otsad on tuntud ka kui üleulatuvad otsad, kuna nende otstes pole 3 'ja 5' ületavaid aluseid. Mõlemad ahelad lõpevad aluspaaridest nüri otstega. Tavalised nüri otsa lõikamiseks kasutatavad ensüümid on EcoRV HaeIII, AluI ja SmaI.
Kahe nüri otsa vahel on nüri otsa ligeerimine. See ei ole väljaulatuvate aluste ligeerimine. See ligeerimine on vähem efektiivne kui kleepuv otsaga ligeerimine. Kuid mõnel juhul muutub nüri otsa ligeerimine eelistatavamaks kui kleepuv otsa ligeerimine, eriti PCR-produktide ligandimisel. PCR-tooteid toodetakse alati nüri otsaga. Nüri otsaga ligeerimine ei vaja ligeerimiseks DNA komplementaarseid otsi.
Joonis 01: Eco RV ensüümi nüri lõpptootmine
Mõned restriktsiooni endonukleaasid on võimelised lõikama dsDNA, jättes ühele ahelaga DNA ülaosa. Neid otsi nimetatakse kleepuvateks või üleulatuvateks otsteks. Kleepuv otsa ligeerimine toimub kahe DNA fragmendi vahel, mis sisaldavad sobivaid üleulatuvusi, kuna kleepuvad otsad on paarimata alustega ja vajavad sidemete moodustamiseks täiendavaid aluseid. Seetõttu on sobivate ligandite fragmentide saamiseks vaja kasutada mõlemas DNA allikas sama restriktsiooniensüümi.
Kleepuva otsaga ligeerimine on tõhusam ja kloonimisprotsessides sageli väga soovitav. On mitmeid restriktsiooniensüüme, mis annavad kleepuvaid otsi. Need on EcoRI, BamHI, HindIII jne.
Joonis 02: Eco RI ensüümi kleepuv lõpptootmine
Nüri vs kleepuva otsaga ligatsioon | |
Nüri otsaga ligeerimine toimub kahe nüri otsaga DNA fragmendi vahel. | Kleepuva otsa ligeerimine toimub kahe kleepuvate otstega sobivate DNA fragmentide vahel. |
Ensüümid | |
Nüri otsa lõikurid tekitavad nüri otsad. | Kleepuvate otstega lõikurid annavad kleepuvaid või sidusaid otsi. |
Nõue sobivate lõppude jaoks | |
See ei nõua vastavate fragmentide või täiendavate aluste ühitamist. | Aluspaaride moodustamiseks on vaja otstes täiendavaid aluseid. |
Tõhusus | |
See on vähem tõhus kui kleepuv otsaga ligeerimine | See on tõhusam kui nüri otsaga ligeerimine. |
Restriktsiooni endonukleaasid on võimelised lõhustama dsDNA ja tootma erinevate otstega DNA fragmente. Nad tunnevad ära spetsiifilised järjestused ja piiravad DNA-d, tekitades kleepuvaid ja tömbi otsi. Kleepuvatel otsadel on fragmentide otsas paarimata alused. Nüri otsad luuakse sirge lõhestamise tõttu ja nende otstes on aluspaarid. Kleepuv otsa ligeerimine nõuab kahte komplementaarset üheahelalist DNA tükki. Nüri otsa ligeerimine toimub mis tahes kahe nüri otsa fragmendi vahel. See on nüri ja kleepuva ligeerimise erinevus.
Viited:
1. Roberts, Richard J. “Kuidas restriktsiooniensüümidest said molekulaarbioloogia tööhobused.” Riikliku Teaduste Akadeemia toimetised. National Acad Sciences, n.d. Võrk. 12. aprill 2017
2. Adnan, Amna. Restriktsiooniensüümide kasutamine biotehnoloogias. N.p., n.d. Võrk. 12. aprill 2017
Pilt viisakalt:
1. Ramin Herati - EcoRV piirangute sait.rsh - loodud koos Inkscape'iga (üldkasutatav) Commonsi Wikimedia kaudu
2. „Restriktsiooniensüüm Eco RI”, autor Tinastella - Enda töö (avalik omand) Commonsi Wikimedia kaudu