内切酶是什么?定义和功能

内切酶是什么?

各种酶通过破坏和形成核苷酸之间的键来篡改DNA。一种是核酸酶，这是一类可以水解核酸底物的多核苷酸链的酶。

根据酶进行切割的位置或酶的特定切割位置，核酸酶被分为两类:内切酶和外切酶。

也有外切酶-内切酶具有内切酶和外切酶的混合特性。

这些酶既可以切断多肽链的内部，也可以切断多肽链的末端。

与外切酶不同，内切酶不需要任何游离端来水解底物。此外，内切酶可以在任意位置切割，也可以需要特定的位点或一组核苷酸序列来完成切割过程。

这种序列特异性的内切酶可以在特定的位置切割DNA，被称为限制性内切酶。

这篇文章将向你介绍内切酶的类型，它们如何工作，它们的功能，以及它们在实验室工作流程中的应用。

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非特异性内切酶降解RNA或DNA的核苷酸链，而不具有任何序列特异性。它们在任意位置结合并切割DNA分子。这些酶通常在实验室中用于清除DNA污染。

然而，限制性内切酶更喜欢用一组特定的核酸碱基或核苷酸序列来破坏多核苷酸链中的磷酸二酯键。

被内切酶识别并进行切割的核苷酸序列称为识别位点。这些通常由4-6个核苷酸组成回文序列。

限制性内切酶在识别位点识别并结合，并破坏核苷酸之间的磷酸二酯键。这些化学键的断裂要么导致不均匀的切割，形成粘性末端(末端有单链DNA)，要么形成钝端(5 '和3 '末端没有悬垂或单链DNA)。

剪切后产生的DNA片段或寡核苷酸通过DNA连接酶连接在一起，从而形成重组DNA。

限制性内切酶按内切酶。这些酶扫描DNA分子的整个长度，识别并结合到识别序列或切割位点，并在这些位点或附近进行切割。

有广泛的限制性内切酶可用，每一个都有自己的特定的切割位点，这导致不同的DNA片段或寡核苷酸。已知约有3600个限制性内切酶，具有250种不同的序列特异性。

图像举例说明不同的限制性内切酶，它们的识别序列，以及它们裂解后产生的末端类型。

限制性内切酶最早出现在古菌和真菌中，是它们抵御病毒(如噬菌体)的防御机制。

在细菌中，当宿主受到DNA分子甲基化的保护时，限制性内切酶可以检测外源DNA，并通过将其切割成许多块来阻止其复制。

图像:一个限制性内切酶的作用，利用其细菌防御机制对抗噬菌体病毒的插图。

根据切割位置、亚基组成或结构特征、辅助因子需求和切割位置，限制性内切酶是四种类型之一。这四种类型是:

I型酶:这种酶最初是在两株大肠杆菌(或E.coli)中发现的。它包括多个亚基，这些亚基在距离识别序列有点远的位点上裂解至少在离卵裂位点1000个碱基对的距离上．

它需要s -腺苷蛋氨酸和ATP作为辅助因子来促进其甲基化和酶降解核酸的双重作用。

II型酶:这种酶在识别序列附近或内部位点上裂解。它需要镁离子作为辅助因子来完成它的过程，并且只具有限制性消化或内切酶活性。消化的结果是在解理位点末端有一个3 '羟基和5 '磷酸基。

它可以由DNA结合区和DNA裂解区(如IIS型酶)，或DNA裂解区与DNA修饰区和DNA序列特异性区(如IIG型酶)组成。

II型酶广泛用于分子生物学和生物化学实验室的常规基因克隆和基因组分析工作流程，因为他们的能力产生不同的片段和带模式电泳。

实验室分析，如氨基酸测序也显示，有广泛的品种-超过四种类型-在分子水平上发现的生物限制性内切酶。

在不同的生物体内，内切酶参与无数的代谢功能。其中包括:

基因突变:内切酶突变导致多种疾病，包括着色性干皮病，这是一种由紫外线特异性内切酶突变引起的常染色体隐性疾病;镰状细胞性贫血，其中限制性内切酶的识别位点被消除。
内切酶也参与紫外线照射下哺乳动物细胞的修复和恢复。

内切酶主要用于生物实验室，包括分子生物学、生物化学和基因工程实验室，因为它们能够产生不同的核酸片段。

根据实验目的，实验室工作流程中使用了不同的内切酶以及其他底物，包括引物、缓冲液、样品DNA、EDTA、DNA聚合酶等。

内切酶的一些应用有:

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