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發布時間:2021-06-10 08:30  
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人工酶與限制酶的區別是什么?
生物體內的天然酶都是由幾百個氨基酸分子組成的蛋白質。酶所以有那么強的催化作用,跟它特有的結構有關。酶有一個活化中心,即它的催化基因。在化學反應中,催化基因處在兩個底物小分子中間,把兩個小分子緊緊地拉在周圍,使它們結合起來。這就好比一個大人的兩只手拉住兩個小孩使他們親近。酶的這種作用能大大加速生物化學反應。
在細菌內存在的一類能識別并水解外源DNA限制性內切酶,它具有很好的專一性,能識別DNA上的特定位點,將DNA的兩條鏈都切斷,形成黏性末端或平末端。DNA經限制酶切割后產生的具有堿基互補單鏈的末端稱為黏性末端。限制酶的生物學功能在于降解外面侵入的DNA而不降解自身細胞中的DNA,因自身DNA的酶切位點經修飾酶的甲1基化修飾而受到保護。限制酶較為穩定,常用的約100多種并已轉化為商品。限制酶在分析染色體結構、制作DNA的限制酶圖譜、測定較長DNA序列以及基因的分離、基因的體外重組等研究中是不可缺少的重要工具酶。
限制性內切酶能特異地結合于一段被稱為限制性酶識別序列的DNA序列之內或其附近的特異位點上,并切割雙鏈DNA。它可分為三類:
Ⅰ類和Ⅲ類酶在同一蛋白質分子中兼有切割和修飾(甲1基化)作用且依賴于ATP的存在。Ⅰ類酶結合于識別位點并隨機的切割識別位點不遠處的DNA,而Ⅲ類酶在識別位點上切割DNA分子,然后從底物上解離。
Ⅱ類由兩種酶組成: 一種為限制性內切核酸酶(限制酶),它切割某一特異的核苷酸序列; 另一種為獨立的甲1基化酶,它修飾同一識別序列。Ⅱ類中的限制性內切酶在分子克1隆中得到了廣泛應用,它們是重組DNA的基礎。絕大多數Ⅱ類限制酶識別長度為4至6個核苷酸的回文對稱特異核苷酸序列(如EcoRⅠ識別六個核苷酸序列:5'- G↓AATTC-3'),有少數酶識別更長的序列或簡并序列。Ⅱ類酶切割位點在識別序列中,有的在對稱軸處切割,產生平末端的DNA部分片段(如SmaⅠ:5'-CCC↓GGG-3');有的切割位點在對稱軸一側,產生帶有單鏈突出末端的DNA部分片段稱粘性末端,如EcoRⅠ切割識別序列后產生兩個互補的粘性末端。
質粒載體和外源DNA中限制酶切位點的性質
如今,質粒載體中限制酶切位點的種類極為繁多,因而通常都有可能找到某種帶限制酶切位點恰恰與外源DNA部分片段本身毫無二致的載體。這就具備一個不可1比擬的優點,也應是可以用相應的限制酶消化重組質粒崦回收外源DNA。另一種方案,則是把片段插入到載體中能產生匹配末端的任何位點中。例如,識別不同的六核苷酸的限制酶BamHl和BglⅡ產生具有相同突出末端的限制酶切片段,這樣用BglⅡ消化而制備的外源DNA部分片段可以克1隆到用BanHl消化的質粒中。這通常會使接合序列不能被曾用于外源DNA或制備載體的任何一種酶所切開。然而很多清況下,用切點位于多克1隆序列側翼的限制酶進行消化,可將片段從重組質粒中摘出。偶爾在質粒的以及外源DNA兩端的限制酶切位點之間,不可能找到“門當戶對”的搭配關系。這時可用下面兩種方案加以解決:
1)在線狀質粒末端和(或)外源DNA部分片段的末端接上合成在接頭或銜接頭。
2)在得到控制的反應條件下,用大腸桿1菌DNA聚合酶I Klenow片段部分補平帶3凹端的DNA部分片段。如第九章所討論,這樣常可以使那些不相匹配的限制酶切位點轉變為互補末端,從而促進載體和外源DNA的連接。因為部分補平的反應消除了同一分子兩端彼此配對的能力,故連接反應過程中環化和自身寡聚化的機會也會有所降低
藍白斑篩選鑒定
用于克1隆的酶還須通過額外的質量鑒定――藍白斑篩選鑒定,以確定經酶過量消化后DNA末端的完整性。該種鑒定方法為:用酶10倍過量消化適當的載體上lacZ基因中單一的酶切位點,連接,轉化,并涂XGal/IPTG/Amp平板。成功地切割、連接和表達b-galactosidase可以說明克1隆后基因是完整的,一個完整的基因產生藍斑,一個不完整的基因(例如,降解的DNA末端)產生白斑。在進行藍白斑鑒定中,所有的限制性內切酶產生的白斑數量不應超過3%。