과학자들은 유전자를 확인하고 세포가 어떻게 작동하는지 이해하고 의학적으로나 상업적으로 중요한 단백질을 생산하기 위해 DNA를 조작해야합니다. DNA를 조작하는 가장 중요한 도구 중에는 특정 위치에서 DNA를 절단하는 효소 인 제한 효소가 있습니다. 제한 효소와 함께 DNA를 배양함으로써 과학자들은 나중에 다른 DNA 조각과 함께 "접합"될 수있는 조각으로 절단 할 수 있습니다.
태생
제한 효소는 박테리아에서 발견되며 박테리아를 감염시키는 바이러스 인 박테리오파지에 대한 무기로 사용합니다. 바이러스 DNA가 세포로 들어가면 제한 효소가이를 조각으로 자릅니다. 이 박테리아는 일반적으로 DNA의 특정 부위를 화학적으로 변형시키는 다른 효소를 가지고 있습니다. 이러한 변형은 제한 효소에 의해 박테리아 DNA가 잘리지 않도록 보호합니다.
제한 효소는 일반적으로 분리 된 박테리아의 이름을 따서 명명됩니다. 예를 들어 HindII와 HindIII는 헤모필루스 인플루엔자라는 종에서 유래했습니다.
인식 시퀀스
각 제한 효소는 매우 특정한 모양을 가지고 있으므로 DNA 코드의 특정 문자 시퀀스에만 고착 할 수 있습니다. 그것의 "인식 순서"가 존재한다면, 그것은 DNA에 붙어서 그 지점에서 절단을 할 수있을 것입니다. 예를 들어 제한 효소 Sac I는 인식 서열 GAGCTC를 가지고 있으므로이 서열이 나타나는 곳이면 어디든 잘라낼 것입니다. 그 염기 서열이 게놈의 수십 개의 다른 위치에 나타나면 수십 개의 다른 위치에서 잘라낼 것입니다.
특성
일부 인식 시퀀스는 다른 것보다 더 구체적입니다. 예를 들어, 효소 HinfI는 GA로 시작하고 TC로 끝나고 중간에 다른 문자가 하나있는 모든 시퀀스를 절단합니다. 대조적으로 Sac I은 시퀀스 GAGCTC 만 잘라냅니다.
DNA는 이중 가닥입니다. 일부 제한 효소는 끝이 뭉툭한 두 개의 이중 가닥 DNA 조각을 남기는 직선 절단을 만듭니다. 다른 효소는 짧은 단일 가닥 끝을 가진 각 DNA 조각을 남기는 "경사"절단을 만듭니다.
접합
끈적 끈적한 끝이 일치하는 두 개의 DNA 조각을 가져다가 리가 제라는 다른 효소와 함께 배양하면 서로 융합하거나 접합 할 수 있습니다. 이 기술은 의료용 인슐린과 같은 단백질을 만들기 위해 DNA를 가져와 박테리아에 삽입해야하기 때문에 분자 생물 학자에게 매우 중요합니다. 샘플에서 DNA와 동일한 제한 효소로 박테리아 DNA 조각을 잘라 내면 두 박테리아 모두 DNA와 샘플 DNA는 이제 일치하는 끈적한 끝을 가지며 생물학자는 리가 제를 사용하여 함께 연결할 수 있습니다.