Сайт ограничения

Сайты рестрикции , или сайты распознавания рестрикции , расположены на молекуле ДНК , содержащей определенные (4-8 пар оснований в длину ^[1] ) последовательности нуклеотидов , которые распознаются рестриктазами . Это, как правило, палиндромные последовательности ^[2] (поскольку рестриктазы обычно связываются как гомодимеры ), и конкретный рестриктаз может разрезать последовательность между двумя нуклеотидами в пределах своего сайта распознавания или где-то поблизости.

Функция

Например, обычный фермент рестрикции EcoRI распознает палиндромную последовательность GAATTC и разрезает между G и A как на верхней, так и на нижней цепях. Это оставляет выступ (концевую часть цепи ДНК без прикрепленного комплемента), известный как липкий конец ^[2] на каждом конце AATT. Выступ затем может быть использован для лигирования (см. ДНК-лигаза ) фрагмента ДНК с комплементарным выступом (например, другим фрагментом, разрезанным EcoRI).

Некоторые рестриктазы разрезают ДНК в месте рестрикции таким образом, что не остается выступающего конца, называемого тупым концом. ^[2] Тупые концы с гораздо меньшей вероятностью будут лигированы ДНК-лигазой, поскольку тупой конец не имеет выступающей пары оснований, которую фермент может распознать и сопоставить с комплементарной парой. ^[3] Липкие концы ДНК, однако, с большей вероятностью успешно связываются с помощью ДНК-лигазы из-за открытых и неспаренных нуклеотидов. Например, липкий конец, заканчивающийся AATTG, с большей вероятностью свяжется с лигазой, чем тупой конец, где спарены обе нити ДНК: 5' и 3'. В случае примера AATTG будет иметь комплементарную пару TTAAC, что снизит функциональность фермента ДНК-лигазы. ^[4]

Приложения

Сайты рестрикции могут использоваться для множества приложений в молекулярной биологии, таких как идентификация полиморфизмов длин рестрикционных фрагментов ( ПДРФ ). Сайты рестрикции также являются важным фактором, который следует учитывать при проектировании плазмид .

Базы данных

Существует несколько баз данных для сайтов рестрикции и ферментов, из которых крупнейшей некоммерческой базой данных является REBASE. ^[5]^[6] Недавно было показано, что статистически значимые нулломеры (т. е. короткие отсутствующие мотивы, которые, как ожидается, существуют) в геномах вирусов являются сайтами рестрикции, что указывает на то, что вирусы, вероятно, избавились от этих мотивов, чтобы облегчить вторжение в бактериальных хозяев. ^[7] База данных нулломеров содержит полный каталог минимальных отсутствующих мотивов, многие из которых потенциально могут быть еще неизвестными мотивами рестрикции.

Смотрите также

Список сайтов разрезания рестриктазами

Ссылки

^ Рассел, Питер Дж. (2006). iGenetics: Менделевский подход . Бенджамин Каммингс. ISBN 978-0805346664.
^ abc Lehninger, Albert L.; Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2008). Principles of Biochemistry (5-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: WH Freeman and Company. стр. 305–306. ISBN 978-0-7167-7108-1.
^ Мусави-Хаттат, Мохаммад; Рафати, Адель; Гилл, Пурия (5 февраля 2015 г.). «Изготовление нанотрубок ДНК с использованием наноструктур на основе оригами с липкими концами». Журнал наноструктур в химии . 5 (2): 177– 183. doi : 10.1007/s40097-015-0148-z .
^ Гао, Сун; Чжан, Цзяннан; Мяо, Тяньцзинь; Ма, Ди; Су, Ин; Ань, Инфэн; Чжан, Цинжуй (28 марта 2015 г.). «Простой и удобный метод лигирования липких / тупых концов для конструирования слитых генов». Биохимическая генетика . 53 ( 1–3 ): 42–48 . doi : 10.1007/s10528-015-9669-x. PMID 25820211. S2CID 16709792.
^ Робертс, Ричард Дж.; Винче, Тамас; Посфай, Янош; Маселис, Дана (2009-10-21). "REBASE — база данных для рестрикции и модификации ДНК: ферменты, гены и геномы". Nucleic Acids Research . 38 (suppl_1): D234 – D236 . doi :10.1093/nar/gkp874. ISSN 0305-1048. PMC 2808884 . PMID 19846593.
^ Робертс, Ричард Дж.; Винче, Тамас; Посфай, Янош; Маселис, Дана (2014-11-05). "REBASE — база данных для рестрикции и модификации ДНК: ферменты, гены и геномы". Nucleic Acids Research . 43 (D1): D298 – D299 . doi :10.1093/nar/gku1046. ISSN 1362-4962. PMC 4383893 . PMID 25378308.
^ Кулурас, Григориос; Фрит, Мартин С. (2021-04-06). «Значительное отсутствие последовательностей в геномах и протеомах». Nucleic Acids Research . 49 (6): 3139– 3155. doi : 10.1093/nar/gkab139 . ISSN 0305-1048. PMC 8034619. PMID 33693858 .

[1] Рассел, Питер Дж. (2006). iGenetics: Менделевский подход . Бенджамин Каммингс. ISBN 978-0805346664.

[Lehninger-2] Lehninger, Albert L.; Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2008). Principles of Biochemistry (5-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: WH Freeman and Company. стр. 305–306. ISBN 978-0-7167-7108-1.

[3] Мусави-Хаттат, Мохаммад; Рафати, Адель; Гилл, Пурия (5 февраля 2015 г.). «Изготовление нанотрубок ДНК с использованием наноструктур на основе оригами с липкими концами». Журнал наноструктур в химии . 5 (2): 177– 183. doi : 10.1007/s40097-015-0148-z .

[4] Гао, Сун; Чжан, Цзяннан; Мяо, Тяньцзинь; Ма, Ди; Су, Ин; Ань, Инфэн; Чжан, Цинжуй (28 марта 2015 г.). «Простой и удобный метод лигирования липких / тупых концов для конструирования слитых генов». Биохимическая генетика . 53 ( 1–3 ): 42–48 . doi : 10.1007/s10528-015-9669-x. PMID 25820211. S2CID 16709792.

[5] Робертс, Ричард Дж.; Винче, Тамас; Посфай, Янош; Маселис, Дана (2009-10-21). "REBASE — база данных для рестрикции и модификации ДНК: ферменты, гены и геномы". Nucleic Acids Research . 38 (suppl_1): D234 – D236 . doi :10.1093/nar/gkp874. ISSN 0305-1048. PMC 2808884 . PMID 19846593.

[6] Робертс, Ричард Дж.; Винче, Тамас; Посфай, Янош; Маселис, Дана (2014-11-05). "REBASE — база данных для рестрикции и модификации ДНК: ферменты, гены и геномы". Nucleic Acids Research . 43 (D1): D298 – D299 . doi :10.1093/nar/gku1046. ISSN 1362-4962. PMC 4383893 . PMID 25378308.

[7] Кулурас, Григориос; Фрит, Мартин С. (2021-04-06). «Значительное отсутствие последовательностей в геномах и протеомах». Nucleic Acids Research . 49 (6): 3139– 3155. doi : 10.1093/nar/gkab139 . ISSN 0305-1048. PMC 8034619. PMID 33693858 .