デオキシリボヌクレアーゼとは？

デオキシリボヌクレアーゼはDNAを切断する酵素であり、DNaseとしても知られています。 損傷したDNAの修復に関与し、嚢胞性線維症の治療に臨床的に使用されます。 細菌のデオキシリボヌクレアーゼは、遺伝子工学の技術を確立するのに役立ちました。

さまざまな種類のデオキシリボヌクレアーゼがありますが、それらはすべて共通して、DNAバックボーンを構成する塩基のリン酸結合の切断を持っています。 エキソデオキシリボヌクレアーゼは、DNA分子を構成し内部に移動する塩基鎖の末端からDNAを切断します。 これらは一本鎖DNAに作用し、非特異的です。 エンドヌクレアーゼは鎖内のDNAを切断します。 いくつかは非常に特異的であり、特定の塩基配列が作用する必要がありますが、他のものは区別せず、どこでも切断します。

ヒトは、エンドヌクレアーゼである2種類のデオキシリボヌクレアーゼを産生します。 デオキシリボヌクレアーゼIとIIは、生成する生成物とそれらが活性化するpHが異なります。 デオキシリボヌクレアーゼIIは、プログラムされた細胞死、または細胞の標的死に関与している可能性があります。

高等生物におけるデオキシリボヌクレアーゼの主要な機能、およびすべての生物における主要な機能は、DNA修復です。 DNAはさまざまなメカニズムで損傷を受ける可能性があり、損傷したDNAの切除を伴う修復経路があります。 エンドヌクレアーゼは損傷したDNAを認識し、損傷が行われた側でそれを切断します。 次に、エキソデオキシリボヌクレアーゼが損傷したDNAを除去し、ギャップを残します。 このギャップは、DNAポリメラーゼ、またはDNAを合成する酵素によって埋められます。

DNAが作成されると、DNA修復も行われます。 エラーが検出された場合、エキソデオキシリボヌクラーゼ活性を持つDNAポリメラーゼによって修正されます。 正しいベースを挿入できるように、誤ったベースを切断します。

ヒトデオキシリボヌクレアーゼには臨床応用があります。 嚢胞性線維症に苦しむ人々は、粘液にたまったDNAで満たされた白血球を持っています。 ヒト組換えデオキシリボヌクレアーゼIは、このような患者にエアロゾルの形で投与されます。 DNAを分解し、肺から粘液を取り除くのに役立ちます。 この治療法は、1993年に米国で承認されました。

デオキシリボヌクレアーゼは制限酵素として非常に有用です。 いくつかのエンドヌクレアーゼは、特定の塩基セットでのみ切断します。 それらを使用してDNAを分解し、特定のパターンを生成するためにゲル電気泳動によって分離できるフラグメントを生成できます。 人間では、非常に可変性の高いDNAの領域が使用されている場合、消化により指紋のようなユニークなパターンが得られる可能性があります。 このようなフィンガープリンティングは、父子鑑定や法医学研究に非常に役立ちました。

細菌のデオキシリボヌクレアーゼは、ウイルスなどの侵入生物のDNAを分解します。 彼らは、DNA上の非常に特定のターゲットをターゲットとする傾向があります。 これらの制限酵素の発見は、バイオテクノロジー革命の開始に役立ちました。 切断の特異性により、研究者は遺伝子工学実験でこれらの酵素を使用できます。