كل شيء عن إنزيمات التقييد

تقييد النوكليازات هي فئة من إنزيم التي تقطع جزيئات الحمض النووي. يتعرف كل إنزيم على تسلسلات فريدة من النيوكليوتيدات في حبلا DNA - عادة ما يتراوح طوله من أربعة إلى ستة أزواج قاعدية. تكون التسلسلات متناظرة من حيث أن حبلا DNA التكميلي له نفس التسلسل في الاتجاه العكسي. وبعبارة أخرى ، يتم قطع شريطي DNA في نفس الموقع.

تم العثور على إنزيمات التقييد في العديد من سلالات البكتيريا المختلفة حيث يتمثل دورها البيولوجي في المشاركة في الدفاع عن الخلايا. هذه الإنزيمات تقيد الحمض النووي الأجنبي (الفيروسي) الذي يدخل الخلايا عن طريق تدميرها. تحتوي الخلايا المضيفة على نظام تعديل التقييد الذي يقوم ميثيل الحمض النووي الخاص بها في مواقع محددة لإنزيمات التقييد الخاصة بها ، وبالتالي حمايتها من الانقسام. أكثر من 800 إنزيمات معروفة تم اكتشاف أن يتعرف على أكثر من 100 تسلسل نيوكليوتيد مختلف.

هناك خمسة أنواع مختلفة من إنزيمات التقييد. النوع الأول يقطع الحمض النووي في مواقع عشوائية تصل إلى 1000 زوج أو أكثر من موقع التعرف. يقطع النوع الثالث حوالي 25 زوجًا أساسيًا من الموقع. يتطلب هذان النوعان ATP ويمكنهما أن يكونا إنزيمات كبيرة ذات وحدات فرعية متعددة. إنزيمات النوع الثاني ، التي تستخدم في الغالب في التكنولوجيا الحيوية ، تقطع الحمض النووي في التسلسل المعترف به دون الحاجة إلى ATP وتكون أصغر وأبسط.

تتم تسمية إنزيمات تقييد النوع الثاني وفقًا للأنواع البكتيرية التي يتم عزلها منها. على سبيل المثال ، تم عزل الإنزيم EcoRI من E. القولون. معظم الناس على دراية بـ E. تفشي القولون في الطعام.

يمكن أن تولد إنزيمات تقييد النوع الثاني نوعين مختلفين من التخفيضات اعتمادًا على ما إذا كانت تقطع كليهما جدائل في مركز تسلسل التعرف أو كل حبلا أقرب إلى نهاية واحدة من التعرف تسلسل.

سوف يولد الخفض السابق "نهايات حادة" بدون تراكمات نيوكليوتيدية. ينتج هذا الأخير نهايات "لزجة" أو "متماسكة" لأن كل جزء ناتج من الحمض النووي يحتوي على عبء يتكامل مع الأجزاء الأخرى. كلاهما مفيد في علم الوراثة الجزيئي لصنع الحمض النووي معاد التركيب والبروتينات. يبرز هذا الشكل من الحمض النووي لأنه ينتج عن طريق الربط (الترابط معًا) لشريطين مختلفين أو أكثر لم يتم ربطهما معًا في الأصل.

تتعرف إنزيمات النوع الرابع على الحمض النووي الميثيل ، وتستخدم إنزيمات النوع الخامس الحمض النووي الريبي لقطع المتواليات على الكائنات الغازية غير المتجانسة.

تستخدم إنزيمات التقييد في التكنولوجيا الحيوية لقطع الحمض النووي إلى خيوط أصغر من أجل دراسة الاختلافات في طول الشظية بين الأفراد. ويشار إلى ذلك بتعدد أشكال طول شظية تقييد (RFLP). كما أنها تستخدم في استنساخ الجينات.

تقنيات RFLP تم استخدامها لتحديد أن الأفراد أو مجموعات الأفراد لديهم اختلافات مميزة في تسلسل الجينات وأنماط انقسام الانقسام في مناطق معينة من الجينوم. معرفة هذه المجالات الفريدة هي أساس بصمة الحمض النووي. كل من هذه الأساليب يعتمد على استخدام الاغاروز الكهربائي للهلام لفصل شظايا الحمض النووي. يستخدم العازل TBE ، الذي يتكون من قاعدة Tris وحمض البوريك و EDTA ، بشكل شائع لجل agarose الكهربائي لفحص منتجات الحمض النووي.

غالبًا ما يتطلب الاستنساخ إدخال جين في البلازميد ، وهو نوع من قطعة من الحمض النووي. يمكن أن تساعد إنزيمات التقييد في العملية بسبب التراكبات المفردة التي تقطعت بها السبل عند تركها للجروح. يمكن أن يربط DNA ligase ، وهو إنزيم منفصل ، جزيئين DNA مع نهايات متطابقة.

لذلك ، باستخدام إنزيمات تقييد مع إنزيمات ligase DNA ، يمكن استخدام قطع من DNA من مصادر مختلفة لإنشاء جزيء DNA واحد.