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核酸内切酶的简介

2022.11.09

  30多年前,当人们在对噬菌体(细菌病毒)的宿主特异性的限制-修饰现象进行研究时,首次发现了限制性内切酶。细菌可以抵御新病毒的入侵,而这种"限制"病毒生存的办法则可归功于细胞内部可摧毁外源DNA的限制性内切酶。首批被发现的限制性内切酶包括来源于大肠杆菌的EcoR I和EcoR II,以及来源于Heamophilus influenzae的Hind II和Hind III。这些酶可在特定位点切开DNA,将基因切割成小的基因片段。

  当限制性内切酶的应用在上世纪七十年代流传开来的时候,以NEB为代表的许多公司开始寻找更多的限制性内切酶。除了某些病毒以外,限制性内切酶只在原核生物中被发现。人们正在从数以千计的细菌及古细菌中寻找新的限制性内切酶。而对已测序的原核基因组数据分析表明,限制性内切酶在原核生物中普遍存在,所有自由生存的细菌和古细菌似乎都能编码限制性内切酶。

  限制性内切酶的主要功能是保护细菌不受噬菌体的感染,这一观点已被人们广泛接受。它们作为微生物免疫机制的一部分行使其功能。当一个没有限制性内切酶的细菌被病毒感染时,大部分病毒颗粒都能成功地进行感染。然而一个有限制性内切酶的同种细菌被成功感染的比率显著下降。出现更多的限制性内切酶将会起到多重保护作用;而一个拥有4到5种各自独立的限制性内切酶将会使细胞坚不可摧。

  上世纪80年代,科学家开始克隆并表达限制性内切酶。克隆技术由于将限制性内切酶的表达与原有细胞环境分离开来,避免了原细胞中其它内切酶的污染,从而提高了酶的纯度。此外,克隆技术提高了限制性内切酶的产量,简化了纯化过程,使得生产成本显著降低;克隆的基因很容易进行测序分析,表达出的蛋白也能进行X射线结晶分析,这使得我们对于克隆产物更加确定。

  核糖核酸酶是一类广泛存在于动植物体内的核酸水解酶.其作为一种模型蛋白被普遍用于分子生物学研究,主要生理功能是控制细胞内RNA的种类与数量分布,除参与核糖核酸转录后的剪切、修饰和降解等过程外,还与某些植物的自交不亲和性、器官发生、宿主的防御机制、控制肿瘤血管生成、杀灭肿瘤细胞及抑制病毒(包括HIV-1)的复制等有关。

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