Z Wikipedii

Enzymy restrykcyjne, inaczej restryktazy (chociaż unika się tego ostatniego terminu) – enzymy z grupy endonukleaz przecinające nić DNA w miejscu wyznaczanym przez specyficzną sekwencję DNA. Rozpoznawana sekwencja z reguły ma charakter symetryczny o długości od 4 do 8 par zasad (pz), choć zdarzają się częste wyjątki. Restryktazy wraz z metylazami DNA stanowią system restrykcji i modyfikacji DNA, który w organizmach prokariotycznych stanowi mechanizm odpornościowy zapobiegający infekcjom przez bakteriofagi. Niespecyficzność enzymów restrykcyjnych w niektórych warunkach nazywa się aktywnością star.

[edytuj] System restrykcji i modyfikacji

[edytuj] Podział enzymów restrykcyjnych

Wyróżnia się następujące typy enzymów restrykcyjnych:

Typ I

wielopodjednostkowe kompleksy enzymatyczne zawierające aktywności metylazy i restryktazy. Przecinają DNA z dala od rozpoznawanej sekwencji, w bliżej nieokreślonym miejscu. Z tego powodu nie mają większego zastosowania praktycznego.

Typ II

przecinają DNA w zdefiniowanym miejscu, w obszarze rozpoznawanej sekwencji lub w jej pobliżu. Składają się z pojedynczych polipeptydów. Rozpoznają sekwencje symetryczne.

Typ IIs

zbliżone do typu II, przecinają z jednej strony rozpoznawanej sekwencji, która jest asymetryczna.

Typ III

duże kompleksy, które wymagają dwóch sekwencji rozpoznawanych w pobliżu siebie. Bez znaczenia praktycznego.

Typ IV

zbliżone do typu II. Zawierają aktywność metylazy i restryktazy w tym samym polipeptydzie. Przecinają DNA w zdefiniowanym obszarze poza sekwencją rozpoznawania. Aktywności metylazy i restryktazy nie mogą działać równocześnie. Enzym "przełącza" się w zależności od substratu.

• Enzymy restrykcyjne rozpoznajÄ…ce tÄ™ samÄ… sekwencjÄ™ DNA a przecinajÄ…ce DNA w odmiennych miejscach nazywamy neoschizomerami.
• Enzymy restrykcyjne, różniÄ…ce siÄ™ sekwencjÄ… swojego polipeptydu i pochodzÄ…ce z odmiennych organizmów, a rozpoznajÄ…ce tÄ™ samÄ… sekwencjÄ™ DNA i przecinajÄ…ce DNA w takim samym miejscu nazywamy izoschizomerami. InteresujÄ…cÄ… wÅ‚asnoÅ›ciÄ… izoschizomerów jest to, że pomimo tej samej specyficznoÅ›ci substratowej, z reguÅ‚y majÄ… zupeÅ‚nie odmiennÄ… sekwencjÄ™ i strukturÄ™ trzeciorzÄ™dowÄ…. Wskazuje to na ich osobne pochodzenie ewolucyjne.

[edytuj] Nomenklatura

Nazwy enzymów z reguły są tworzone od pierwszej litery nazwy rodzajowej i dwóch pierwszych liter nazwy gatunkowej, pisanymi kursywą. Po nich może wystąpić kilka liter lub cyfr arabskich oznaczających szczep bakterii. Nazwa zakończona jest rzymską cyfrą oznaczającą, jako który kolejny enzym został on wyizolowany z danego szczepu.

[edytuj] Przykłady nomenklatury

• BamH I - pierwszy enzym wyizolowany z Bacillus amyloliquefaciens szczepu H.
• Sma I - pierwszy enzym wyizolowany z Serratia marcescens szczepu Sb (nazwa szczepu zostaÅ‚a pominiÄ™ta w nazwie enzymu).
• NgoM IV - czwarty enzym wyizolowany z Neisseria gonorrhoeae szczepu MS11.
• Sex I - enzym wyizolowany z Streptomyces exfoliatus.
• Uba 58 I - enzym wyizolowany z niezidentyfikowanej bakterii (Unidentified bacterium) RFL58.

5'GAATTC
3'CTTAAG

5'---G     AATTC---3'
3'---CTTAA     G---5'

5'CCWGG
3'GGWCC

5'---     CCWGG---3'
3'---GGWCC     ---5'

5'GGATCC
3'CCTAGG

5'---G     GATCC---3'
3'---CCTAG     G---5'

5'AAGCTT
3'TTCGAA

5'---A     AGCTT---3'
3'---TTCGA     A---5'

5'TCGA
3'AGCT

5'---T   CGA---3'
3'---AGC   T---5'

5'GCGGCCGC
3'CGCCGGCG

5'---GC   GGCCGC---3'
3'---CGCCGG   CG---5'

5'GANTC
3'CTNAG

5'---G   ANTC---3'
3'---CTNA   G---5'

5'GATC
3'CTAG

5'---     GATC---3'
3'---CTAG     ---3'

5'CAGCTG
3'GTCGAC

5'---CAG  CTG---3'
3'---GTC  GAC---5'

5'CCCGGG
3'GGGCCC

5'---CCC  GGG---3'
3'---GGG  CCC---5'

5'GGCC
3'CCGG

5'---GG  CC---3'
3'---CC  GG---5'

5'AGCT
3'TCGA

5'---AG  CT---3'
3'---TC  GA---5'

5'GATATC
3'CTATAG

5'---GAT  ATC---3'
3'---CTA  TAG---5'

5'GGTACC
3'CCATGG

5'---GGTAC  C---3'
3'---C  CATGG---5'

5'CTGCAG
3'GACGTC

5'---CTGCA  G---3'
3'---G  ACGTC---5'

5'GAGCTC
3'CTCGAG

5'---GAGCT  C---3'
3'---C  TCGAG---5'

5'GTCGAC
3'CAGCTG

5'---G  TCGAC---3'
3'---CAGCT  G---5'

5'AGTACT
3'TCATGA

5'---AGT  ACT---3'
3'---TCA  TGA---5'

5'GCATGC
3'CGTACG

5'---G  CATGC---3'
3'---CGTAC  G---5'

5'TCTAGA
3'AGATCT

5'---T  CTAGA---3'
3'---AGATC  T---5'

[edytuj] Przykłady enzymów restrykcyjnych

EcoRI rozrywa dając lepkie końce.

Eznym restrykcyjny SmaI rozrywa dając tępe końce.

Pierwszym wyizolowanym enzymem restrykcyjnym był enzym EcoR I. Wyizolowany został z bakterii Escherichia coli szczepu RY13. EcoR I rozpoznaje następującą sekwencją DNA:

 5' G|A A T T C 3'
 3' C T T A A|G 5'

gdzie: 5' - koniec 5' DNA, 3' - koniec 3' DNA, | - miejsce cięcia przez aktywność nukleazy. Produktem reakcji enzymatycznej katalizowanej przez EcoR I są wystające 5' końce, tzw. lepkie końce:

 5' G  3'
 3' C T T A A 5'

Aktywność EcoR I jest blokowana przez aktywność metylazy M.EcoR I, która specyficznie metyluje DNA w obszarze rozpoznawanym przez EcoR I:

        # 
 5' G A A T T C 3'
 3' C T T A A G 5'
          #

gdzie: # oznacza grupÄ™ metylowÄ….

[edytuj] Zastosowania enzymów restrykcyjnych

Rozpoznawanie przez restryktazy specyficznej sekwencji DNA, połączone ze specyficznym cięciem, spowodowało, że wraz z ligazami DNA, używa się ich w biologii molekularnej do manipulacji fragmentów DNA.

Przypisy

[edytuj] Linki zewnętrzne

• REBASE - baza danych enzymów restrykcyjnych