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保护自身的DNA,分解外来的DNA,以保护和维持自身遗传信息的稳定,这对细菌的生存和繁衍具有重要意义。这就是限制性核酸内切酶名称 中“限制”二字概念的由来。 二、限制性核酸内切酶的命名 按酶的来源的属、种名而定,取属名的第一个字母与种名的头两个字母组成的三个斜体字母作略语表示;如有株名,再加上一个字母,其 后再按发现的先后写上罗马数字。例如:从流感嗜血杆菌d株(Haemophilus influenzae d)中先后分离到3种限制酶,则分别命名为HindI、 Hind和HindIl. 三、限制性核酸内切酶的分类 按限制酶的组成、与修饰酶活性关系,切断核酸的情况不同,分为三类: I类限制性核酸内切酶由3种不同亚基构成,兼具有修饰酶活性和依赖于ATP的限制性内切酶活性,它能识别和结合于特定的DN序列位 点,去随机切断在识别位点以外的DNA序列,通常在识别位点周围400-700bp。这类酶的作用需要Mg2+,S腺苷甲硫氨酸及ATP. Ⅱ类限制性核酸内切酶与1类酶相似,是多亚蛋白质,既有内切酶活性,又有修饰酶活性,切断位点在识别序列周围25-30p范围内,酶促 反应除Mg2+外,也需要ATP供给能量, Ⅲ类限制性核酸内切酶只由一条肽链构成,仅需Mg2+,切割DNA特异性最强,且就在识别位点范围内切断DNA。是分子生物学中应用 最广的限制性内切酶。通常在重组DNA技术提到的限制性核酸内切酶主要指Ⅱ类酶而言。 表20-1DNA重组技术中最常用的工具酶 确 主要用途 限制性核酸钠切酶 识别DNA特定序列,切断DNA链 @缺口平移制作标记DNA探针 ②合成cDNA的第二链 DNA聚合酶I或其大片段(Klenow) ③填补双链DNA3'凹端 ④DNA序列分析 耐热DNA聚合酶(Tag DNA聚合酶等) 聚合酶链反应(PCR) DNA连接 连接两个DNA分子或片段 多核苷酸激 催化多核苷酸5羟基末端磷酸化,制备末端标记探针 未端转移酶 在3末端加入同质多聚物尾 $核酸确,绿豆核酸酶 降解单链DNA或RNA,使双链DNA突出端变为平端 DNA端 降解DNA,在双链DNA上产生随机切口 RNAA 降解除RNA 磷酸 切除核酸末端磷酸基 四、限制性核酸内切酶的作用 大部分限制性核酸内切酶识别DNA序列具有回文结构特征,切断的双链DNA都产生5磷酸基和3'羟基末端。不同限制性核酸内切酶识别和 切割的特异性不同,结果有三种不同的情况: ①产生3'突出粘性末端(cohesive end):以Eoor为例: 5'...GAATT C...35'...Gp OHTTAAC...3" 3'...C ATAAG...5'EooP I 3'...CTTAAOH pG...5' ②产生5'突出的粘性末端:以PstI为例: 5'...CTGCALG...3'5'...CTGCAp OHG...3' 3'...GACGTC...5'PstI 3'...GOH pACGTC...5 ③产生平未端(blunt end):NruI为例: 5'...TCGICGA...35'...TCGp OHCGA...3' 3'...AGCGCT...5'Nru I3'...AGCOhpGCT...5 不同有限制性核酸内切酶识别的DNA序列可以不相同。有的识别四核苷酸序列,有的识别六或八核苷酸序列。如果DNA中的核苷酸序列 是随机排列的,则一个识别四核苷酸序列的内切酶平均每隔256即出现一次该酶的识别切割位点,同样的对识别六或八核苷酸序列的内切酶则 大致上分别是每隔4kb或6Skb出现一次识别切割位点。按此可大致估计一个未知的DNA分子限制性内切酶可能具有切点频率,以便选用合适的 内切酶。 限制性核酸内切酶的种类很多,至今已发现近8O0多种,可以根据它们对DNA有不同的识别序列和切割特征选用,从而为基因工程提供了 有力的工具。表20-2列出了几种最常用的限制性核酸内切酶的识别序列和切割点。 表20·2几种最常用的限制性核酸内切酶 限制性核酸内切酶名称 识别序列和切割点 BamHI GIGATCe ClaI ATICGAT EooR I GIAATTC Hind III AJAGCTT保护自身的DNA,分解外来的DNA,以保护和维持自身遗传信息的稳定,这对细菌的生存和繁衍具有重要意义。这就是限制性核酸内切酶名称 中“限制”二字概念的由来。 二、限制性核酸内切酶的命名 按酶的来源的属、种名而定,取属名的第一个字母与种名的头两个字母组成的三个斜体字母作略语表示;如有株名,再加上一个字母,其 后再按发现的先后写上罗马数字。例如:从流感嗜血杆菌d株(Haemophilus influenzae d)中先后分离到3种限制酶,则分别命名为HindⅠ、 HindⅡ和HindⅢ。 三、限制性核酸内切酶的分类 按限制酶的组成、与修饰酶活性关系,切断核酸的情况不同,分为三类: Ⅰ类限制性核酸内切酶 由3种不同亚基构成,兼具有修饰酶活性和依赖于ATP的限制性内切酶活性,它能识别和结合于特定的DNA序列位 点,去随机切断在识别位点以外的DNA序列,通常在识别位点周围400-700bp。这类酶的作用需要Mg2+,S腺苷甲硫氨酸及ATP。 Ⅱ类限制性核酸内切酶 与Ⅰ类酶相似,是多亚蛋白质,既有内切酶活性,又有修饰酶活性,切断位点在识别序列周围25-30bp范围内,酶促 反应除Mg2+外,也需要ATP供给能量。 Ⅲ类限制性核酸内切酶 只由一条肽链构成,仅需Mg2+,切割DNA特异性最强,且就在识别位点范围内切断DNA。是分子生物学中应用 最广的限制性内切酶。通常在重组DNA技术提到的限制性核酸内切酶主要指Ⅱ类酶而言。 表20-1 DNA重组技术中最常用的工具酶 酶 主要用途 限制性核酸内切酶 识别DNA特定序列,切断DNA链 DNA聚合酶Ⅰ或其大片段(Klenow) ①缺口平移制作标记DNA探针 ②合成cDNA的第二链 ③填补双链DNA3’凹端 ④DNA序列分析 耐热DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶等) 聚合酶链反应(PCR) DNA连接酶 连接两个DNA分子或片段 多核苷酸激酶 催化多核苷酸5’羟基末端磷酸化,制备末端标记探针 末端转移酶 在3’末端加入同质多聚物尾 SI核酸酶,绿豆核酸酶 降解单链DNA或RNA,使双链DNA突出端变为平端 DNA端酶Ⅰ 降解DNA,在双链DNA上产生随机切口 RNA酶A 降解除RNA 磷酸酶 切除核酸末端磷酸基 四、限制性核酸内切酶的作用 大部分限制性核酸内切酶识别DNA序列具有回文结构特征,切断的双链DNA都产生5’磷酸基和3’羟基末端。不同限制性核酸内切酶识别和 切割的特异性不同,结果有三种不同的情况: ①产生3’突出粘性末端(cohesive end):以Eoor 为例: 5’…G↓AATT C…3’→5’…Gp OHTTAAC…3’ 3’…C ATAA↑G…5’EooP Ⅰ 3'… CTTAAOH pG…5' ②产生5’突出的粘性末端:以PstⅠ为例: 5’…CTGCA↓G…3’→5’…CTGCAp OHG…3’ 3’…G↑ACGTC…5’PstⅠ 3’…GOH pACGTC…5 ③产生平末端(blunt end):Nru Ⅰ为例: 5’…TCG↓CGA…3’→5’…TCGp OHCGA…3’ 3’…AGC↑GCT…5’Nru Ⅰ3’…AGCOhpGCT…5’ 不同有限制性核酸内切酶识别的DNA序列可以不相同。有的识别四核苷酸序列,有的识别六或八核苷酸序列。如果DNA中的核苷酸序列 是随机排列的,则一个识别四核苷酸序列的内切酶平均每隔256bp出现一次该酶的识别切割位点,同样的对识别六或八核苷酸序列的内切酶则 大致上分别是每隔4kb或65kb出现一次识别切割位点。按此可大致估计一个未知的DNA分子限制性内切酶可能具有切点频率,以便选用合适的 内切酶。 限制性核酸内切酶的种类很多,至今已发现近800多种,可以根据它们对DNA有不同的识别序列和切割特征选用,从而为基因工程提供了 有力的工具。表20-2列出了几种最常用的限制性核酸内切酶的识别序列和切割点。 表20-2 几种最常用的限制性核酸内切酶 限制性核酸内切酶名称 识别序列和切割点 BamHⅠ Cla Ⅰ EooR Ⅰ Hind Ⅲ G↓GATCc AT↓CGAT G↓AATTC A↓AGCTT
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