Рестриктазы | Рестрикционные эндонуклеазы |

Описание: Создано с помощью Video Maker: https://play.google.com/store/apps/de...

Рестрикционный фермент обнаружен в бактериях и других прокариотических организмах и обеспечивает защиту от чужеродной ДНК, например, переносимой бактериофагами. Впервые он был обнаружен Сальваторе Луриа и Мэри Хьюман в 1952 и 1953 годах.[1][2] Они обнаружили, что бактериофаг, растущий внутри зараженной бактерии, может быть модифицирован таким образом, что после его высвобождения и повторного заражения родственной бактерии рост бактериофага ограничивается (ингибируется) (также описано Луриа в его автобиографии на страницах 45 и 99 в 1984 году).[3] В 1953 году Жан Вайгл и Джузеппе Бертани сообщили о подобных примерах модификации, контролируемой хозяином, с использованием различных систем бактериофагов.[4] Более поздние работы Дейзи Рулланд-Дюссуа и Вернера Арбера в 1962 году[5] и многих других последующих исследователей привели к пониманию того, что рестрикция происходит из-за атаки и разрушения ДНК модифицированного бактериофага специфическими ферментами бактерий-реципиентов. Как было рассмотрено Даниэлем Натансом и Гамильтоном О. Смитом в 1975 году,[6] эта работа привела к открытию класса ферментов, известных теперь как рестрикционные ферменты. Когда эти ферменты были выделены в лаборатории, их можно было использовать для контролируемой манипуляции ДНК, что заложило основу для развития генной инженерии. Вернер Арбер, Даниэль Натанс и Гамильтон Смит были удостоены Нобелевской премии по физиологии или медицине в 1978 году за свои работы по рестрикционно-модифицированной ДНК.

Бактерии обладают рестрикционными ферментами, также называемыми рестрикционными эндонуклеазами, которые расщепляют двухцепочечную ДНК в определенных точках на фрагменты, которые затем дополнительно расщепляются другими эндонуклеазами. Это предотвращает инфекцию, эффективно разрушая чужеродную ДНК, введенную инфекционным агентом (например, бактериофагом). Примерно четверть известных бактерий обладают рестрикционно-модифицированными системами, и из них около половины имеют более одного типа системы.

Поскольку последовательности, распознаваемые рестрикционными ферментами, очень короткие, сама бактерия почти наверняка будет содержать некоторые из них в своем геноме. Для предотвращения разрушения собственной ДНК рестрикционными ферментами добавляются метильные группы. Эти модификации не должны препятствовать комплементарному спариванию оснований ДНК, поэтому обычно на каждой нити модифицируется лишь несколько специфических оснований.

Эндонуклеазы расщепляют внутренние/нетерминальные фосфодиэстерные связи. Рестрикционные эндонуклеазы расщепляют внутренние фосфодиэстерные связи только после распознавания специфических последовательностей в ДНК, которые обычно имеют длину 4-6 пар оснований и часто являются палиндромными.

Рестрикционный фермент или рестрикционная эндонуклеаза — это фермент, который расщепляет ДНК на фрагменты в определенных сайтах распознавания внутри молекулы или вблизи них, известных как сайты рестрикции.[1][2][3] Рестрикционные ферменты обычно классифицируются на четыре типа, которые различаются по своей структуре и по тому, разрезают ли они свой субстрат ДНК в сайте распознавания или сайты распознавания и расщепления разделены друг от друга. Для разрезания ДНК все рестрикционные ферменты делают два надреза, по одному через каждый сахаро-фосфатный остов (т.е. каждую нить) двойной спирали ДНК.

Эти ферменты обнаружены в бактериях и археях и обеспечивают защитный механизм против вторжения вирусов.[4][5] Внутри прокариота рестрикционные ферменты избирательно разрезают чужеродную ДНК в процессе, называемом рестрикцией; в то же время ДНК хозяина защищена ферментом модификации (метилтрансферазой), который модифицирует прокариотическую ДНК и блокирует расщепление. Вместе эти два процесса образуют систему рестрикционной модификации.[6]

Более 3000 рестрикционных ферментов были подробно изучены, и более 600 из них доступны в продаже.[7] Эти ферменты обычно используются для модификации ДНК в лабораториях и являются важным инструментом молекулярного клонирования.