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在自然界中 ， 即使在微观层面上 ， 生物也必须不断保护自己免受外来入侵者的侵害 。 在细菌中 ， 有一组细菌酶通过分解外来DNA起作用 。 这种分解过程称为限制性酶 ， 执行此过程的酶称为限制性酶 。 限制性内切酶在重组DNA技术中非常重要 。 限制性酶已被用于帮助生产疫苗、药品、抗虫作物和许多其他产品 。
【?限制性酶如何切割DNA序列？】限制性内切酶是一类基于识别特定核苷酸序列将DNA切割成片段的酶 。 限制性内切酶也称为限制性内切酶 。 虽然有数百种不同的限制性内切酶 ， 但它们的作用方式基本相同 。 每种酶都有所谓的识别序列或位点 。 识别序列通常是DNA中特定的短核苷酸序列 。 酶在识别序列内的某些点切割 。 例如 ， 限制酶可以识别特定序列的鸟嘌呤、腺嘌呤、腺嘌呤、胸腺嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶 。 当该序列存在时 ， 酶可以在序列中的糖-磷酸骨架中进行交错切割 。
但是如果限制性内切酶是按照一定的顺序进行切割的 ， 那么像细菌这样的细胞是如何保护自己的DNA不被限制性内切酶切割的呢？在典型的细胞中 ， 甲基被添加到序列中的碱基以防止被限制性内切酶识别 。 这个过程是由互补酶进行的 ， 这些酶识别与限制酶相同的核苷酸碱基序列 。 DNA的甲基化称为修饰 。 通过修饰和限制的过程 ， 细胞既可以切割对细胞构成危险的外源DNA ， 又可以保留细胞的重要DNA 。
基于DNA的双链结构 ， 识别序列在不同的支架上是对称的 ， 但方向相反 。 回想一下 ， DNA具有由链末端的碳类型指示的“方向” 。 5'端有一个磷酸基团 ， 而另一个3'端有一个羟基 。 如果限制性内切酶在鸟嘌呤和腺嘌呤之间的序列内切割 ， 它会对两个序列进行切割 ， 但在相反的末端 。 由于DNA在两条链上都被切割 ， 因此会有互补的末端可以相互氢键 。 这些末端通常被称为“粘性末端” 。
限制性内切酶产生的片段的粘性末端可用于实验室环境 。 它们可用于连接来自不同来源和不同生物体的DNA片段 。 碎片通过氢键结合在一起 。 从化学角度来看 ， 氢键是弱吸引力并且不是永久性的 。 然而 ， 使用另一种类型的酶 ， 可以使键永久化 。
DNA连接酶是一种非常重要的酶 ， 它在细胞DNA的复制和修复中均发挥作用 。 它通过帮助将DNA链连接在一起来发挥作用 。 它通过催化磷酸二酯键起作用 。 该键是共价键 ， 比前面提到的氢键强得多 ， 并且能够将不同的片段结合在一起 。 当使用不同的来源时 ， 产生的重组DNA具有新的基因组合 。
限制性内切酶有四大类：I型酶、II型酶、III型酶和IV型酶 ， 它们都具有相同的基本功能 ， 但不同的类型是根据它们的识别顺序、它们的切割方式、它们的组成以及它们的物质要求进行分类的 。 通常 ， I型酶在远离识别序列的位置切割DNA；II型切割DNA在识别序列内或附近；III型切割DNA靠近识别序列；IV型切割甲基化DNA 。
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