Hvad er funktionen af restriktionsenzymer, der naturligt forekommer i bakterieceller?

Restriktionsenzymer, også kendt som begrænsningsendonukleaser, forekommer naturligt enzymer, der findes i bakterier, der spiller en afgørende rolle i at forsvare mod virale infektioner. Deres funktion er at:

1. Klip udenlandsk DNA: Restriktionsenzymer genkender specifikke, korte DNA -sekvenser kaldet restriktionssteder. Når de støder på disse steder i udenlandsk DNA, såsom fra en virus, spalter de DNA'et på disse punkter.

2. Beskyt bakterielt DNA: Bakterier har deres eget DNA modificeret ved methylering på de samme begrænsningssteder, som deres begrænsningsenzymer genkender. Denne methylering forhindrer enzymerne i at skære deres eget DNA og beskytte det mod nedbrydning.

3. Opret klistrede ender: Mange begrænsningsenzymer skaber forskudte nedskæringer i DNA'et, hvilket genererer enkeltstrengede overhæng kaldet klæbrige ender. Disse klæbrige ender kan parre sig med komplementære sekvenser på andre DNA -fragmenter, hvilket letter sammenføjningen af DNA -stykker fra forskellige kilder.

I det væsentlige fungerer restriktionsenzymer som molekylære saks, hvilket skærer udenlandsk DNA for at beskytte bakterien mod virusinfektion. Denne funktion er vigtig for overlevelse af bakterier i lyset af konstante virale trusler.

Anvendelser af restriktionsenzymer:

Restriktionsenzymernes evne til at klæbe DNA på specifikke steder har revolutioneret molekylærbiologi -forskning og bioteknologi. Nogle centrale applikationer inkluderer:

* DNA -kloning: Oprettelse af rekombinante DNA -molekyler ved at indsætte DNA -fragmenter i vektorer, som derefter bruges til at transformere celler.

* DNA -fingeraftryk: Identificering af individer baseret på unikke mønstre af restriktionsenzymspaltningssteder.

* genkortlægning: Bestemmelse af placeringen af gener på kromosomer.

* genetisk teknik: Ændring af gener til forskning og terapeutiske formål.

Opdagelsen af begrænsningsenzymer var et stort gennembrud, der tjente sine opdagere en Nobelpris i fysiologi eller medicin. Disse enzymer er fortsat uundværlige værktøjer inden for moderne biologi og bioteknologi.