Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του ενζύμου περιορισμού και της ενδονουκλεάσης περιορισμού

Η κύρια διαφορά μεταξύ του περιοριστικού ενζύμου και της ενδονουκλεάσης περιορισμού είναι ότι το ένζυμο περιορισμού είναι ένα «μοριακό ψαλίδι» που διασπά το DNA σε ή κοντά σε συγκεκριμένες αλληλουχίες αναγνώρισης γνωστές ως θέσεις περιορισμού, ενώ η περιοριστική ενδονουκλεάση είναι μια κατηγορία της ομάδας των ενζύμων ενδονουκλεασών.

Το ένζυμο περιορισμού και η περιοριστική ενδονουκλεάση είναι δύο ονόματα για τα ένζυμα που είναι υπεύθυνα για τη διάσπαση του DNA σε συγκεκριμένες θέσεις που ονομάζονται θέσεις αναγνώρισης περιορισμού.

Βασικοί όροι

Ενδονουκλεάση περιορισμού, ένζυμο περιορισμού, δίκλωνο DNA

Τι είναι το ένζυμο περιορισμού

Τα ένζυμα περιορισμού ή οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες είναι μια ευρεία ομάδα ενζύμων ενδονουκλεασών που διασπούν το DNA σε συγκεκριμένες θέσεις. Η θέση αναγνώρισης για διάσπαση στο DNA είναι η θέση περιορισμού. Επιπλέον, υπάρχουν πέντε τύποι περιοριστικών ενζύμων:τύποι 1, 2, 3, 4 και 5. Εδώ, η ταξινόμηση γίνεται με τη μέθοδο της διάσπασης του υποστρώματος DNA στη θέση αναγνώρισής τους.

Τύπος ενζύμου περιορισμού 1

Το ένζυμο περιορισμού τύπου 1 είναι ένα σύνθετο ένζυμο πολλαπλών υπομονάδων με δραστηριότητες περιορισμού και μεθυλάσης σε συνδυασμό. Επιπλέον, αναγνωρίστηκε για πρώτη φορά σε στελέχη E. coli. Περιέχει τρεις διαφορετικές υπομονάδες:HsdR, HsdM και HsdS. Το HsdR υφίσταται περιοριστική πέψη, ενώ το HsdM υφίσταται μεθυλίωση και το HsdS είναι σημαντικό για την αναγνώριση τόσο της θέσης αναγνώρισης όσο και των θέσεων μεθυλίωσης. Επιπλέον, το ένζυμο περιορισμού 1 διασπά το DNA σε μια θέση που βρίσκεται σε τυχαία απόσταση μεγαλύτερη από 1000 bp μακριά από τη θέση αναγνώρισης περιορισμού. Αυτή η τυχαία διάσπαση ακολουθείται επίσης από μετατόπιση DNA καθώς αυτό το ένζυμο χρησιμεύει ως μοριακός κινητήρας. Τα γονίδια του περιοριστικού ενζύμου 1 είναι πιο κοινά στο προκαρυωτικό γονιδίωμα. Αν και το ένζυμο περιορισμού τύπου 1 έχει βιοχημική σημασία, έχει μικρή πρακτική αξία λόγω της παραγωγής διακριτών θραυσμάτων περιορισμού.

Εικόνα 1:Δράση ενζύμου περιορισμού

Τύπος ενζύμου περιορισμού 2

Το ένζυμο περιορισμού τύπου 2 διασπά το DNA σε καθορισμένες θέσεις που βρίσκονται είτε εντός είτε κοντά στη θέση αναγνώρισης περιορισμού. Επιπλέον, η θέση αναγνώρισής του είναι παλινδρομική και έχει μήκος 4-8 νουκλεοτίδια. Γενικά, είναι ένα ομοδιμερές με ανεξάρτητες δράσεις περιορισμού και μεθυλάσης. Ταυτόχρονα, απαιτεί μόνο μαγνήσιο ως συμπαράγοντα χωρίς τη χρήση ATP. Λόγω της παραγωγής διακριτών θραυσμάτων με περιοριστική πέψη με κοπή ειδικά στη θέση αναγνώρισης ή κοντά στη θέση αναγνώρισης, το ένζυμο περιορισμού τύπου 2 χρησιμοποιείται συχνότερα σε εργαστήρια για ανάλυση και κλωνοποίηση DNA.

Ένζυμο περιορισμού Τύπος 3

Το ένζυμο περιορισμού τύπου 3 είναι ο τρίτος τύπος περιοριστικών ενζύμων, που αναγνωρίζει δύο ξεχωριστές μη παλινδρομικές αλληλουχίες, οι οποίες είναι αντίστροφα προσανατολισμένες. Επίσης διασπά το DNA περίπου 20-30 bp κατάντη προς τη θέση αναγνώρισης. Γενικά, το ένζυμο περιορισμού τύπου 3 είναι ένα ετεροδιμερές με δύο διαφορετικές υπομονάδες. Επιπλέον, οι δραστηριότητες περιορισμού και μεθυλίωσης εμφανίζονται στην ίδια υπομονάδα του ενζύμου περιορισμού τύπου 3. Ωστόσο, σπάνια δίνει πλήρη πέψη.

Ένζυμο περιορισμού Τύπου 4 και 5

Το ένζυμο περιορισμού τύπου 4, από την άλλη πλευρά, στοχεύει το τροποποιημένο DNA που περιλαμβάνει μεθυλιωμένο, υδροξυμεθυλιωμένο και γλυκοζυλο-υδροξυμεθυλιωμένο DNA. Εν τω μεταξύ, το ένζυμο περιορισμού τύπου 5 χρησιμοποιεί ως υπόστρωμα το οδηγό RNA (gRNA).

Τι είναι η ενδονουκλεάση περιορισμού

Η ενδονουκλεάση περιορισμού είναι μια ευρεία κατηγορία ενδονουκλεασών. Γενικά, οι ενδονουκλεάσες είναι το ένζυμο που διασπά τον φωσφοδιεστερικό δεσμό στην πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα. Οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες εμφανίζονται σε βακτήρια και αρχαία. Επιπλέον, προστατεύουν αυτούς τους οργανισμούς από την εισβολή ιών. Κανονικά, οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες κόβουν ξένο DNA μέσα στον προκαρυωτικό. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται περιοριστική πέψη. Ωστόσο, τα τροποποιημένα ένζυμα που ονομάζονται μεθυλτρανσφεράση τροποποιούν το DNA του ξενιστή μεθυλιώνοντας το DNA, εμποδίζοντας τη διάσπαση του DNA του ξενιστή. Οι δύο διαδικασίες της περιοριστικής πέψης και της απόφραξης της διάσπασης του DNA του ξενιστή, είναι γνωστές ως σύστημα περιορισμού-τροποποίησης.

Εικόνα 2:Λειτουργία ενζύμου περιορισμού

Επιπλέον, υπάρχουν 3 600 περιοριστικές ενδονουκλεάσες σε 250 ειδικότητες. Μεταξύ αυτών, περισσότερα από 800 διατίθενται στο εμπόριο.

Ομοιότητες μεταξύ περιοριστικού ενζύμου και περιοριστικής ενδονουκλεάσης

• Το ένζυμο περιορισμού και η περιοριστική ενδονουκλεάση είναι δύο ομάδες ενζύμων που διασπούν το DNA σε κομμάτια στις ή κοντά στις θέσεις αναγνώρισης.
• Διαδραματίζουν επίσης ρόλο στην προστασία των προκαρυωτών από την εισβολή ιών κόβοντας το ξένο DNA σε κομμάτια.
• Επιπλέον, παίζουν σημαντικό ρόλο στη μοριακή βιολογία για την κοπή DNA για τον ανασυνδυασμό θραυσμάτων DNA.

Διαφορά μεταξύ του περιοριστικού ενζύμου και της περιοριστικής ενδονουκλεάσης

Ορισμός

Το ένζυμο περιορισμού αναφέρεται σε ένα ένζυμο που παράγεται κυρίως από ορισμένα βακτήρια, το οποίο έχει την ιδιότητα να διασπά μόρια DNA σε ή κοντά σε μια συγκεκριμένη αλληλουχία βάσεων, ενώ η περιοριστική ενδονουκλεάση αναφέρεται σε ένα ένζυμο που διασπά το DNA σε θραύσματα σε ή κοντά σε συγκεκριμένες θέσεις αναγνώρισης μέσα σε μόρια γνωστά ως θέσεις περιορισμού.

Διάσπαση

Τα ένζυμα περιορισμού διασπούν το DNA σε συγκεκριμένες αλληλουχίες νουκλεοτιδίων ενώ οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες διασπούν το δίκλωνο DNA.

Σημασία

Επιπλέον, τα περιοριστικά ένζυμα είναι σημαντικά στη βιοτεχνολογία στην κλωνοποίηση, ενώ οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες προστατεύουν το προκαρυωτικό κύτταρο από εισβολή παθογόνων.

Συμπέρασμα

Συνοπτικά, το ένζυμο περιορισμού και η περιοριστική ενδονουκλεάση είναι δύο τύποι ενδονουκλεασών που διασπούν το DNA σε συγκεκριμένες αλληλουχίες ή κοντά σε συγκεκριμένες αλληλουχίες:περιοριστικές θέσεις. Ωστόσο, τα ένζυμα περιορισμού είναι μια ομάδα ενδονουκλεασών που είναι σημαντικές στη βιοτεχνολογία για τη διάσπαση του DNA για κλωνοποίηση. Από την άλλη πλευρά, οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες είναι σημαντικές στα προκαρυωτικά για τη διάσπαση του ξένου DNA για την προστασία από τους ιούς εισβολής. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ του περιοριστικού ενζύμου και της περιοριστικής ενδονουκλεάσης είναι η σημασία τους.