분자 복제는 모든 학생과 연구원이 숙지해야하는 일반적인 생명 공학 방법입니다. 제한 효소라고하는 효소 유형을 사용하여 분자 복제를 수행하여 인간 DNA를 단편으로 절단 한 다음 박테리아 세포의 플라스미드 DNA에 삽입 할 수 있습니다. 제한 효소는 이중 가닥 DNA를 반으로 자릅니다. 제한 효소에 따라 절단은 끈적 거리거나 뭉툭한 끝을 초래할 수 있습니다. 끈적 끈적한 끝은 인간 DNA 단편이 올바른 방향으로 플라스미드에 삽입되도록 보장하기 때문에 분자 복제에 더 유용합니다. 결찰 과정 또는 DNA 단편의 융합은 DNA에 끈적한 끝이있을 때 더 적은 DNA를 필요로합니다. 마지막으로, 각 효소가 다른 제한 서열을 인식하더라도 여러 끈적 끝 제한 효소가 동일한 끈적 끝을 생성 할 수 있습니다. 이것은 당신의 관심 DNA 영역이 끈적한 말단 효소에 의해 잘릴 수있는 가능성을 증가시킵니다.
제한 효소 및 제한 부위
제한 효소는 이중 가닥 DNA에서 특정 서열을 인식하고 그 서열에서 DNA를 반으로 자르는 효소입니다. 인식 된 시퀀스를 제한 사이트라고합니다. 제한 효소는 DNA 끝 사이에있는 위치에서 DNA가 정상적으로 존재하는 이중 가닥 DNA를 절단하기 때문에 엔도 뉴 클레아 제라고합니다. 90 개 이상의 다양한 제한 효소가 있습니다. 각각은 고유 한 제한 사이트를 인식합니다. 제한 효소는 인식하지 못하는 다른 부위보다 5,000 배 더 효율적으로 각 제한 부위를 절단합니다.
올바른 방향
제한 효소는 두 가지 일반 클래스로 나뉩니다. 그들은 DNA를 끈적한 끝이나 뭉툭한 끝으로 자릅니다. 끈적 끈적한 끝은 짝을 이루지 않는 DNA의 구성 블록 인 뉴클레오티드의 짧은 영역을 가지고 있습니다. 이 짝을 이루지 않은 영역을 오버행이라고합니다. 오버행은 보완적인 오버행 시퀀스를 가진 다른 끈적한 끝과 짝을 이루고 싶어하기 때문에 끈적 거리는 것이라고합니다. 끈적 끈적한 끝은 만나면 서로를 꼭 안아 주려는 오래 전의 잃어버린 쌍둥이와 같습니다. 다른 한편으로, 모든 뉴클레오티드가 이미 두 가닥의 DNA 사이에 쌍을 이루고 있기 때문에 무딘 말단은 끈적 거리지 않습니다. 끈적한 끝의 장점은 인간 DNA 조각이 한 방향으로 만 박테리아 플라스미드에 들어갈 수 있다는 것입니다. 대조적으로, 인간 DNA와 박테리아 플라스미드가 모두 무딘 끝을 가지고 있다면, 인간 DNA는 플라스미드에 머리에서 꼬리 또는 꼬리에서 머리로 삽입 될 수 있습니다.
끈적 끈적한 끝을 결찰하면 더 적은 DNA가 필요합니다
끈적 끈적한 끝이있는 DNA는 "끈적임"으로 인해 서로를 찾기가 더 쉬우나 끈적한 끝이나 뭉툭한 끝이 하나의 연속적인 DNA 조각으로 융합 될 수 없습니다. 완전히 연결된 DNA 조각을 연속적으로 형성하려면 리가 아제라고하는 효소가 필요합니다. 리가 제는 끈적 거리거나 무딘 말단에서 뉴클레오타이드의 골격을 연결하여 연속적인 뉴클레오타이드 사슬을 만듭니다. 끈적 끈적한 끝은 서로 매력적이기 때문에 서로를 더 빨리 발견하기 때문에 결찰 과정에는 인간 DNA와 플라스미드 DNA가 덜 필요합니다. DNA와 플라스미드의 뭉툭한 끝은 서로를 찾을 가능성이 적으므로 뭉툭한 끝을 연결하려면 더 많은 DNA를 테스트 튜브에 넣어야합니다.
다른 효소는 동일한 끈적한 끝을 줄 수 있습니다
제한 부위는 유기체의 게놈 전체에 위치하지만 간격이 균등하지는 않습니다. 플라스미드에서는 서로 바로 옆에 위치하도록 설계 할 수 있습니다. 인간 게놈에서 인간 DNA 조각을 잘라내려는 과학자들은 조각 영역 앞뒤에있는 제한 부위를 찾아야합니다. DNA 단편이 올바른 방향으로 삽입되도록하는 것 외에도, 서로 다른 끈적한 말단 효소는 서로 다른 제한 서열을 인식하더라도 동일한 끈적한 말단을 만들 수 있습니다. 예를 들어, BamHI, BglII 및 Sau3A는 인식 서열이 다르지만 동일한 GATC 끈적한 끝을 생성합니다. 이것은 관심있는 인간 유전자 옆에 끈적 끈적한 끝 제한 부위가있을 가능성을 증가시킵니다.