وظائف الأنواع النووية



ال نوكلياز داخلي هي إنزيمات تقطع روابط فوسفات الأوعية الموجودة داخل سلسلة النيوكليوتيدات. تنحصر مواقع تقييد النواة الداخلية. بعض هذه الإنزيمات تقطع الحمض النووي (حمض الديوكسي ريبونوكليك ، المادة الوراثية الخاصة بنا) في أي مكان تقريبًا ، أي أنها غير محددة.

في المقابل ، هناك مجموعة أخرى من نوكليازيس التي هي محددة للغاية في المنطقة أو تسلسل أنها سوف المكوس. تُعرف هذه المجموعة من الإنزيمات باسم إنزيمات التقييد ، وهي مفيدة جدًا في البيولوجيا الجزيئية. في هذه المجموعة ، لدينا الإنزيمات المعروفة Bam HI و Eco RI و Alu I.

على عكس النويدات الداخلية ، هناك نوع آخر من البروتينات الحفزية - وهي نوكليازات خارجية - المسؤولة عن تحطيم رابط فوسفودستر في نهاية السلسلة.

مؤشر

  • 1 نوكلياز تقييد
  • 2 وظائف وتطبيقات تقييد النواة الداخلية
    • 2.1 تقييد تعدد شظايا طول الشظية (RFLP)
  • 3 أنواع تقييد نوكلياز تقييد
    • 3.1 النوع الأول
    • 3.2 النوع الثاني
    • 3.3 النوع الثالث
    • 3.4 النوع الرابع
  • 4 المراجع

تقييد النويدات

نوكلياز المقيدة أو إنزيمات التقييد هي بروتينات تحفيزية مسؤولة عن تشق روابط رابطة الفسفور داخل سلسلة الحمض النووي في تسلسل محدد للغاية.

يمكن الحصول على هذه الإنزيمات في العديد من شركات التكنولوجيا الحيوية واستخدامها أمر لا غنى عنه تقريبًا ضمن تقنيات معالجة الحمض النووي الحالية.

تتم تسمية نوكلياز التقييد باستخدام الحروف الأولى من الاسم العلمي ذي الحدين للكائن الذي جاء منه ، متبوعة بالسلالة (هذا اختياري) وينتهي بمجموعة من إنزيمات التقييد التي ينتمون إليها. على سبيل المثال ، Bam HI و Eco RI تستخدمان على نطاق واسع للنوويات الداخلية.

تسمى منطقة الحمض النووي التي يتعرف عليها الإنزيم موقع التقييد وهي فريدة لكل نوكلياز ، على الرغم من أن العديد من الإنزيمات قد تتزامن مع مواقع التقييد. يتكون هذا الموقع عمومًا من سلسلة متتالية قصيرة من حوالي 4 إلى 6 أزواج قاعدية ، مثل AGCT (لـ Alu I) و GAATTC for Eco RI.

متواليات Palindromic هي تسلسلات متماثلة ، على الرغم من قراءتها في الاتجاه 5 إلى 3 أو 3 إلى 5. على سبيل المثال ، في حالة Eco RI ، يكون التسلسل المتناقص: GAATTC و CTTAAG.

وظائف وتطبيقات تقييد النواة الداخلية

لحسن الحظ بالنسبة لعلماء البيولوجيا الجزيئية ، طورت البكتيريا أثناء التطور سلسلة من الخلايا النووية المقيدة التي تجزئ المادة الوراثية داخليا.

في الطبيعة ، تطورت هذه الإنزيمات - من المفترض - كنظام للحماية البكتيرية من غزو جزيئات الحمض النووي الغريبة ، مثل تلك الموجودة في فجوات.

من أجل التمييز بين المادة الوراثية الخاصة والأجنبية ، يمكن لهذه النويدات المقيدة أن تتعرف على تسلسلات النيوكليوتيدات المحددة. وبالتالي ، فإن الحمض النووي الذي لا يحتوي على هذا التسلسل يمكن أن يزعزع داخل البكتيريا.

في المقابل ، عندما يتعرف نوكلياز على موقع التقييد ، فإنه يرتبط بالحمض النووي ويقطعه.

يهتم علماء الأحياء بدراسة المادة الوراثية للكائنات الحية. ومع ذلك ، يتكون الحمض النووي من عدة ملايين من الأزواج الأساسية في الطول. هذه الجزيئات طويلة للغاية وينبغي تحليلها في أجزاء صغيرة.

لتحقيق هذا الهدف ، يتم دمج نوكلياز تقييد في بروتوكولات البيولوجيا الجزيئية المختلفة. على سبيل المثال ، يمكن التقاط الجينات الفردية وتكرارها لتحليلها في المستقبل. وتسمى هذه العملية "استنساخ" الجينات.

تقييد طول تعدد الأشكال (RFLP)

تشير الأشكال المتعددة لطول جزء التقييد إلى نمط متواليات النيوكليوتيدات المحددة في الحمض النووي والتي تستطيع نوكلويات تقييدها التعرف عليها وقطعها.

بفضل خصوصية الإنزيمات ، يتميز كل كائن حي بنمط قطع محدد في الحمض النووي ، وهو جزء من أطوال متغيرة الطول.

أنواع تقييد النويدات

تاريخيا ، صنفت نوكلياز التقييد إلى ثلاثة أنواع من الإنزيمات ، تم تخصيصها بالأرقام الرومانية. في الآونة الأخيرة ، وقد تم وصف النوع الرابع من نوكلياز.

اكتب أنا

السمة الأكثر أهمية للنواة الداخلية من النوع الأول هي أنها بروتينات مكونة من عدة وحدات فرعية. كل من هذه الوظائف كمجمع بروتين واحد وعادة ما يكون اثنين من وحدات فرعية تسمى R ، واثنين من M وواحد S.

الجزء S هو المسؤول عن التعرف على موقع تقييد في الحمض النووي. الوحدة الفرعية R ، من ناحية أخرى ، ضرورية للإنشقاق و M مسؤولة عن تحفيز تفاعل مثيلة.

هناك أربع فئات فرعية من النوع الأول من الإنزيمات ، والمعروفة بالأحرف A و B و C و D ، وهي شائعة الاستخدام. يعتمد هذا التصنيف على التكامل الجيني.

كانت إنزيمات النوع الأول أول نوكليازات تقييدية يتم اكتشافها وتنقيتها. ومع ذلك ، فإن الأكثر فائدة في البيولوجيا الجزيئية هي تلك من النوع الثاني التي سيتم وصفها في القسم التالي.

النوع الثاني

النوع الثاني من نوكليازات القصور الذاتي تتعرف على تسلسل الحمض النووي محددة وتؤدي الانقسام في وضع ثابت بالقرب من تسلسل ينتج 5 "فوسفات و 3" هيدروكسيل. مطلوبة أيونات المغنيسيوم عادة كعوامل مساعدة (ملغ2+) ، ولكن هناك بعض التي لديها متطلبات محددة أكثر من ذلك بكثير.

من الناحية الهيكلية ، يمكن أن تظهر كالمونومرات أو الثنائيات أو حتى الرباعيات. تستخدم التكنولوجيا المؤتلفة نوكلياز داخلي من النوع الثاني ولهذا السبب تم تمييز أكثر من 3500 إنزيم.

النوع الثالث

تتألف هذه النظم الانزيمية من اثنين من الجينات ، ودعا وزارة الدفاع و لحم بقر, أي رمز للوحدات الفرعية التي تتعرف على الحمض النووي وللتعديلات أو القيود. كلتا الوحدتين ضروريتين للتقييد ، وهي عملية تعتمد كليا على التحلل المائي لـ ATP.

من أجل تشق جزيء الحمض النووي ، يجب أن يتفاعل الإنزيم مع نسختين من تسلسل التعرّف غير المتجانس ويجب أن تكون المواقع في اتجاه عكسي على الركيزة. ويسبق الانقسام عن طريق نقل الحمض النووي.

النوع الرابع

وقد تم تحديد مجموعة إضافية في الآونة الأخيرة. يتكون النظام من اثنين أو أكثر من الجينات التي ترمز للبروتينات التي تلتصق فقط بتسلسل الحمض النووي المعدل ، سواء كان ميثيل أو هيدروكسي ميثيل أو هيدروكسيل جليكوسيل.

على سبيل المثال ، يتعرف الانزيم EckKMcrBC على ثنائي النوكليوتيدات من النموذج العام RmC؛ البيورين متبوعًا بسيتوسين ميثيلي ، يمكن فصله عن طريق عدة أزواج قاعدية - من 40 إلى 3000 تقريبًا. يحدث الانقسام حوالي 30 زوجًا أساسيًا بعد الموقع الذي يتعرف فيه الإنزيم.

مراجع

  1. Burrell، M. M. (Ed.). (1993). انزيمات البيولوجيا الجزيئية. Totowa ، نيو جيرسي: هيومانا برس.
  2. Loenen، W. A.، Dryden، D. T.، Raleigh، E. A.، & Wilson، G. G. (2013). النوع الأول تقييد الانزيمات وأقاربهم. أبحاث الأحماض النووية, 42(1) ، 20-44.
  3. Murray، P.R، Rosenthal، K.S. & & Pfaller، M.A (2017). علم الأحياء الدقيقة الطبية + StudentConsult باللغة الإسبانية + StudentConsult. العلوم الصحية إلسفير.
  4. Nathans، D.، & Smith، H. O. (1975). نوكلياز تقييد في تحليل وإعادة هيكلة جزيئات الحمض النووي. الاستعراض السنوي للكيمياء الحيوية, 44(1) ، 273-293.
  5. Pingoud، A.، Fuxreiter، M.، Pingoud، V.، & Wende، W. (2005). النوع الثاني تقييد نوكلياز داخلي: هيكل وآلية. علوم الحياة الخلوية والجزيئية, 62(6) ، 685.