Restriktivni endonukleazi so specifični encimi, ki režejo dvoverižno DNK (dsDNA). V molekularni biologiji so znane tudi kot molekularne škarje. Restriktivni encimi lahko prepoznajo specifične kratke sekvence dsDNA, znane kot mesta prepoznavanja, in cepijo fosfodiesterske in vodikove vezi, da odprejo dvojne niti. Kot posledica cepitve teh encimov nastajajo fragmenti DNK z različnimi vrstami koncev, kot so lepljivi in tupi konci. DNA ligaza je encim, ki se v molekularni biologiji uporablja za spajanje dveh sosednjih niti DNK s tvorbo novih vezi. Korak je znan kot ligacija in glede na vrsto konca DNA ligiranega, jih lahko imenujemo kot tupa končna ligacija in lepljiva končna ligacija. Ključna razlika med tupim in lepljivim končnim ligacijam je v tem med fragmenti DNK, ki vsebujejo dva nejasna konca, pride do tuje končne ligacije ker lepljiva končna ligacija se pojavi med 5 'in 3' previsi. V primerjavi s tupo končno ligacijo je lepljiva končna ligacija bolj učinkovita in stabilna.
VSEBINA
1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je končna vezava?
3. Kaj je lepljiva končna vezava
4. Primerjava ob strani - Blunt proti lepljivi končnici
5. Povzetek
Nekatere restrikcijske endonukleze lahko razrežejo DNK na nasprotnih podlagah in ustvarijo fragmente tune. Ti encimi so znani kot tupi rezalniki; se cepijo naravnost do sredine omejevalnega mesta, ne da bi pustili enojne nasedle previsne podlage. Tupi konci so znani tudi kot ne-previsni konci, saj na koncih nimajo 3 'in 5' previsnih podstavkov. Oba pramena se zaključujeta iz osnovnih parov v tleh koncih. Pogosti encimi za rezanje s tupim koncem so EcoRV HaeIII, AluI in SmaI.
Med dvema tupima končnicama je vpet tupi ligacija. Ne gre za ligacijo štrlečih podlag. Ta ligacija je manj učinkovita kot lepljiva končna ligacija. Vendar pa v nekaterih primerih postane trajna ligacija bolj ugodna kot lepljiva končna ligacija, zlasti pri ligiranju PCR izdelkov. Izdelki PCR se vedno proizvajajo s tupimi konci. Lupljena končna ligacija ne potrebuje komplementarnih koncev v DNK za ligacijo.
Slika 01: Končna produkcija z encimom Eco RV
Nekatere restrikcijske endonukleze lahko razrežejo dsDNA, na koncu pa ostanejo previsni kos enoverižne DNK. Ti konci so znani kot lepljivi ali previsni konci. Lepljiva končna ligacija se pojavi med dvema fragmentoma DNK, ki vsebujeta ujemajoče se previse, ker imajo lepljivi konci neprimerne podlage in potrebujejo komplementarne podlage, da tvorijo vezi. Zato je treba uporabiti isti restrikcijski encim za oba vira DNK, da dobimo ujemajoče se ligacijske fragmente.
Lepljiva končna ligacija je učinkovitejša in je pogosto zelo zaželena pri postopkih kloniranja. Obstaja več restrikcijskih encimov, ki proizvajajo lepljive konce. To so EcoRI, BamHI, HindIII itd.
Slika 02: Lepljiva končna proizvodnja z encimom Eco RI
Blunt proti lepljivemu koncu Ligacije | |
Med dvema drobcema fragmenta DNK se pojavi trajna ligacija. | Lepljiva končna ligacija se pojavi med dvema ujemajočimi se fragmenti DNK z lepljivimi konci. |
Encimi | |
Na tleh končnih rezalnikih nastanejo tupi konci. | Lepljivi končni rezalniki dajejo lepljive ali kohezivne konce. |
Zahteva ujemanja konča | |
Ne potrebuje ujemajočih se fragmentov ali komplementarnih podlag. | Za oblikovanje baznih parov so potrebne dopolnilne podlage na koncih. |
Učinkovitost | |
Je manj učinkovita kot lepljiva končna ligacija | Učinkovitejša je od tuga. |
Restriktivni endonukleazi lahko cepijo dsDNA in tvorijo fragmente DNK z različnimi konci. Prepoznajo specifične sekvence in omejujejo DNK, kar ustvarja lepljive in nejasne konce. Lepljivi konci imajo na koncu drobcev neprimerne podlage. Tupi konci nastanejo zaradi ravnega cepitve in na koncih imajo bazne pare. Za lepljivo končno ligacijo sta potrebna dva komplementarna enoverižna kosa DNK. Med dvema drobcema končnima drobcema se pojavi trajna ligacija. To je razlika med tupim in lepljivim ligacijam.
Reference:
1. Roberts, Richard J. "Kako so restrikcijski encimi postali delovni konji molekularne biologije." Zbornik Nacionalne akademije znanosti. National Acad Sciences, n.d. Splet. 12. april 2017
2. Adnan, Amna. Uporaba restriktivnih encimov v biotehnologiji. N.p., n.d. Splet. 12. april 2017
Vljudnost slik:
1. "EcoRV Restriction Site.rsh" Ramin Herati - Ustvarjeno z Inkscape (Public Domain) prek Commons Wikimedia
2. "Omejevalni encim Eco RI" avtor Tinastella - Lastno delo (Public Domain) prek Commons Wikimedia