Restriktionsendonukleaser er specifikke enzymer, der skærer dobbeltstrenget DNA (dsDNA). De er også kendt som molekylsaks i molekylærbiologi. Restriktionsenzymer er i stand til at genkende specifikke korte sekvenser af dsDNA kendt som genkendelsessteder og spalte phosphodiester og hydrogenbindinger til åbne dobbeltstrenge. Som et resultat af spaltning af disse enzymer produceres DNA-fragmenter med forskellige typer ender, såsom klæbrige ender og stumpe ender. DNA-ligase er et enzym, der anvendes i molekylærbiologi til at forbinde to tilstødende DNA-strenge ved at danne nye bindinger. Trinnet er kendt som ligering, og i henhold til typen af ligeret DNA-ende kan de benævnes stump slutligering og klæbrig slutligering. Den vigtigste forskel mellem sløv og klistret ligering er den stump endeligering forekommer mellem DNA-fragmenter, der indeholder to stumpe ender hvorimod klæbende endeligering forekommer mellem 5 'og 3' overhæng. Sammenlignet med stumpe endelig ligering er klæbrig slutligering mere effektiv og stabil.
INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er Blunt End Ligation
3. Hvad er Sticky End Ligation
4. Sammenligning side ved side - Blunt vs Sticky End Ligation
5. Resume
Nogle restriktionsendonukleaser kan skære DNA'et ved de modsatte baser og producere stumpe ende-DNA-fragmenter. Disse enzymer er kendt som stumpe endeskærere; de klæber sig lige ned til midten af restriktionsstedet uden at efterlade enkeltstrengede, overhængende baser. Stumpe ender er også kendt som ikke-hængende ender, da de ikke har 3 'og 5' overhængende baser i enderne. Begge strenge afslutter fra basepar i stumpe ender. Almindelige afskæringsenzymer med stump ende er EcoRV HaeIII, AluI og Smal.
Stump endeligering er involveret mellem to stumpe ender. Det er ikke en ligation af fremspringende baser. Denne ligering er mindre effektiv end klæbende slutligering. I nogle lejligheder bliver stump endligering imidlertid mere fordelagtigt end klæbrig slutligering, især når man ligerer PCR-produkter. PCR-produkter fremstilles altid med stumpe ender. Stump endeligering kræver ikke komplementære ender i DNA'et til ligeringen.
Figur 01: Blunt slutproduktion med Eco RV-enzym
Nogle restriktionsendonukleaser er i stand til at skære dsDNA, hvilket efterlader et overhængende stykke enkeltstrenget DNA i slutningen. Disse ender er kendt som klæbrige eller overhængende ender. Klæbende endeligering forekommer mellem to DNA-fragmenter, der indeholder matchende overhæng, fordi klæbrige ender har besiddet uparrede baser og kræver komplementære baser for at danne bindinger. Det er derfor nødvendigt at anvende det samme restriktionsenzym til begge kilder til DNA til at fremstille de matchende ligeringsfragmenter.
Klæbende endeligering er mere effektiv og er ofte meget ønskelig i kloningsprocesser. Der er adskillige restriktionsenzymer, der producerer klæbrige ender. De er EcoRI, BamHI, HindIII osv.
Figur 02: Klistret slutproduktion af Eco RI-enzym
Blunt vs Sticky End Ligation | |
Stump endeligering forekommer mellem to stumpe ende-DNA-fragmenter. | Klæbende endeligering forekommer mellem to matchende DNA-fragmenter med klæbrige ender. |
Enzymer | |
Stumpe skærer frembringer stumpe ender. | Klæbrige udskærere producerer klæbrige eller sammenhængende ender. |
Krav til matchende ender | |
Det kræver ikke matchende fragmenter eller komplementære baser. | Det kræver komplementære baser i enderne for at danne basepar. |
Effektivitet | |
Det er mindre effektivt end klæbende endeligering | Det er mere effektivt end sløv endeligering. |
Restriktionsendonukleaser er i stand til at spalte dsDNA og fremstille DNA-fragmenter med forskellige ender. De genkender specifikke sekvenser og begrænser DNA, hvilket skaber klæbrige og stumpe ender. Klæbrige ender har uparrede baser i slutningen af fragmenterne. Stumpe ender oprettes på grund af en lige spaltning og de har basepar ved enderne. Klæbende endeligering kræver to komplementære enkeltstrengede DNA-stykker. Stump endeligering forekommer mellem alle to stumpe endefragmenter. Dette er forskellen mellem stump og klistret ligering.
Referencer:
1. Roberts, Richard J. "Hvordan restriktionsenzymer blev arbejdsheste i molekylærbiologi." Forløb fra National Academy of Sciences. National Acad Sciences, n.d. Web. 12. april 2017
2. Adnan, Amna. Anvendelser af restriktionsenzymer i bioteknologi. N.p., n.d. Web. 12. april 2017
Billede høflighed:
1. “EcoRV Restriction Site.rsh” af Ramin Herati - Oprettet med Inkscape (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. “Restriction enzyme Eco RI” Af Tinastella - Eget arbejde (Public Domain) via Commons Wikimedia