限制酶只识别回文序列吗?

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  李胜利2008 2013-10-09 00:00:00

  高中水平的限制酶 (1)主要来源 ：原核生物。 (2)特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子，即限制酶具有专一性。限制酶特异性识别的切割部位都具有回文序列。即在切割部位，一条链正向读的碱基顺序，与另一条链反向读的顺序完全一致。 (3)在原核细胞中的作用 ：能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶(简称限制酶)。 (4)作用结果 ：限制酶切割DNA产生的DNA末端有黏性末端和平末端两种形式。当限制酶在它识别序列的ZX轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；当限制酶在它识别序列的ZX轴线处切开时，产生平末端。 (5)限制酶不是一种酶，而是一类酶 ，迄今已分离得到4000多种限制酶。 对限制酶的知识加深 传统上将限制性内切酶按照亚基组成、酶切位置、识别位点、辅助因子等因素划分为三大类。然而，蛋白测序的结果表明，限制性内切酶的变化多种多样，若从分子水平上分类，则应当远远不止这三种。 I型限制性内切酶 是一类兼有限制性内切酶和修饰酶活性的多个亚基的蛋白复合体。它们在识别位点很远的地方任意切割DNA链。以前人们认为I型限制性内切酶很稀有，但现在通过对基因组测序的结果发现这一类酶其实很常见；尽管I型酶在生化研究中很有意义，但由于不产生确定的限制片段和明确的跑胶条带，因而不具备实用性。 II型酶在其识别位点之中或临近的确定位点特异地切开DNA链。它们产生确定的限制片段和跑胶条带，因此是三类限制性内切酶中 唯yi用于DNA分析和克隆 的一类。II型限制性内切酶由一群性状和来源都不尽相同的蛋白组成，因而任意一种限制性内切酶的氨基酸序列可能与另一种限制性内切酶的氨基酸序列截然不同。实际上，从已知的情况上看，这些酶很可能是在进化过程中各自独立产生的，而非来源于同一个祖先。 II型限制性内切酶中Z普遍的是象Hha I、Hind III和Not I这样在识别序列中进行切割的酶。这一类酶是构成商业化酶的主要部分。 大部分这类酶都以同二聚体的形式结合到DNA上，因而识别的是对称序列 ；但有极少的酶作为单聚体结合到DNA上，识别非对称序列。一些酶识别连续的序列（如EcoR I识别GAATTC）；而另一些识别不连续的序列（如Bgl I识别GCCNNNNNGGC）。限制性内切酶的切割后产生一个3'羟基端和一个5'磷酸基团。它们的活性要求镁离子，而相应的修饰酶则需要S-甲硫氨酸腺苷的存在。这些酶一般都比较小，亚基一般都在200-300个氨基酸左右。 另一种比较常见的酶是所谓的IIS型酶，比如Fok I和Alw I，它们在识别位点之外切开DNA。这些酶的大小居中，约为400-650个氨基酸左右；它们识别连续的非对称序列，有一个结合识别位点的域和一个专门切割DNA的功能域。一般认为这些酶主要以单体的形式结合到DNA上，但与临近的酶结合成二聚体，协同切开DNA链。因此一些IIS型的酶在切割有多个识别位点的DNA分子时，活性可能更高。 第三种II型限制性内切酶（有时也被称为IV型限制性内切酶）是一类较大的、集限制和修饰功能于一体的酶，通常由850-1250个碱基组成，在同一条多肽链上同时具有限制和修饰酶活性。有些酶识别连续序列，并在识别位点的一端切开DNA链；而另一些酶识别不连续的序列（如Bcg I：CGANNNNNNTGC），并在识别位点的两端切开DNA链，产生一小段含识别序列的片段。这些酶的氨基酸序列各不相同，但其结构组成是一致的。他们在N端由一个负责切开DNA的功能域，这个域又与DNA修饰域连接；此外还有一到两个识别特异DNA序列的功能域构成C端，或以独立的亚基形式存在。当这些酶与底物结合时，它们或行使限制性内切酶的功能切开底物，或作为修饰酶将其甲基化。 III型限制性内切酶 也是兼有限制-修饰两种功能的酶。

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