제한 효소의 출처

제한 효소의 발견 이후 분자 생물학 분야는 이러한 단백질이 특정 방식으로 DNA를 절단하는 독특한 능력으로 인해 빠르게 발전했습니다. 이 단순한 효소는 전 세계 연구에 지대한 영향을 미쳤습니다. 이상하게도 우리에게는이 과학적 선물에 감사 할 박테리아가 있습니다.

제한 엔도 뉴 클레아 제라고도하는 제한 효소는 DNA에 결합하여 이중 가닥을 절단하여 더 작은 DNA 조각을 형성합니다. 제한 효소에는 세 가지 유형이 있습니다. I 형 제한 효소는 DNA 서열을 인식하고 그 부위에서 1000 개 이상의 염기쌍을 무작위로 잘라냅니다. 분자 생물학 실험실에 가장 유용한 유형 II 제한 효소는 일반적으로 염기쌍 길이가 10 개 미만인 특정 서열에서 DNA 가닥을 예측 가능하게 인식하고 절단합니다. 유형 III 제한 효소는 유형 I과 유사하지만 인식 서열에서 약 30 개의 염기쌍을 잘라냅니다.

박테리아 종은 상업적 제한 효소의 주요 공급원입니다. 이 효소는 숙주 세포 내부에서 스스로 복제하기 위해 바이러스가 사용하는 핵산 서열과 같은 외래 DNA의 침입으로부터 박테리아 세포를 방어하는 역할을합니다. 기본적으로 효소는 DNA를 세포에 거의 위험하지 않은 훨씬 작은 조각으로 자릅니다. 효소는 그것을 생산하는 박테리아의 종과 균주의 이름을 따서 명명되었습니다. 예를 들어 대장균 균주 RY13에서 추출한 첫 번째 제한 효소를 EcoRI라고하고, 같은 종에서 추출한 다섯 번째 효소를 EcoRV라고합니다.

유형 II 제한 효소의 사용은 전 세계 실험실에서 거의 보편적입니다. DNA 분자는 매우 길고 적절하게 관리하기가 어렵습니다. 특히 연구자가 하나 또는 두 개의 유전자에만 관심이있는 경우 더욱 그렇습니다. 제한 효소를 사용하면 과학자는 DNA를 훨씬 더 작은 부분으로 안정적으로 절단 할 수 있습니다. DNA를 조작하는 이러한 능력은 제한 매핑 및 분자 복제의 발전을 가능하게했습니다.

실험실 환경에서 특정 제한 부위가 DNA 가닥의 어디에 있는지 정확히 아는 것은 매우 유용하고 편리합니다. DNA 염기 서열을 알고있는 경우 컴퓨터로 제한 매핑을 수행 할 수 있으며 모든 가능한 제한 효소 인식 염기 서열을 빠르게 매핑 할 수 있습니다. DNA 염기 서열이 알려지지 않은 경우에도 연구원은 다른 효소를 단독으로 사용하고 다른 효소와 결합하여 분자를 절단함으로써 일반지도를 만들 수 있습니다. 연역적 추론을 사용하여 일반 제한 맵을 만들 수 있습니다. 유전자 복제시 제한지도를 사용하는 것이 중요합니다.

분자 복제는 제한 효소에 의해 일반적으로 유기체에서 추출되는 표적 DNA 분자에서 유전자를 절단하는 실험실 기술입니다. 다음으로, 유전자는 일반적으로 작은 조각 인 벡터라는 분자에 삽입됩니다. 여러 제한 효소 표적을 운반하도록 변형 된 플라스미드라고하는 원형 DNA 시퀀스. 벡터는 제한 효소에 의해 쪼개진 다음 유전자가 원형 DNA에 삽입됩니다. 그런 다음 DNA 리가 아제라고하는 효소가 표적 유전자를 포함하도록 원형을 재 형성 할 수 있습니다. 이러한 방식으로 유전자가 '복제'되면 벡터를 박테리아 세포에 삽입하여 유전자가 단백질을 생성 할 수 있습니다.