制限酵素とは何ですか？

制限酵素は、特定のDNA配列を認識して切断し、認識のためにコードされた配列を見つけた場所でDNAの鎖を2つに分離する酵素です。 制限酵素には多くの用途があり、おそらく最も顕著なのは、科学者が遺伝情報を操作できるようにする組換えDNA技術です。 組換えDNAは、医療用のインスリンなどの治療製品の開発から作物の加工に至るまで、すべてに使用されます。

これらの酵素はバクテリアから分離されています。 バクテリアでは、バクテリアの体によって認識されたときにDNAを切り刻むことにより、生物を外来DNAから保護します。 細菌は、制限酵素と呼ばれる手法を使用して、制限酵素から自身を保護し、酵素が細菌自体のDNAをオンにしないようにします。 自己防衛機構として、制限酵素は優れており、断片化することで体内の外来DNAの複製を防ぎます。

数多くの制限酵素が発見されており、制限酵素マッピングとして知られるプロセスでさらに多くの制限酵素が発見されています。 いくつかの研究室では、制限酵素を生産して研究者や他の研究室に販売しています。 各制限酵素は特定のヌクレオチド配列に応答するようにコード化されており、その配列は通常、回文であり、同じ前後を読みます。 制限酵素は、認識している配列を見つけると、DNAの二重らせん構造の両方の鎖を切断し、それを分離します。 また、知っているシーケンスの複数のコピーを識別する場合、複数のフラグメントを作成します。

一部の制限酵素は二重らせんをまっすぐに切断し、平滑末端として知られるものを作成します。 他の人は反対側の異なる点で切断し、「粘着性末端」と呼ばれるギザギザの切断を行います。どちらの場合でも、DNAリガーゼとして知られる酵素を使用して、切断されたDNAにDNAの断片を結合できます部分には補完的な端があります。 この手法を使用して、新しいDNAをゲノムに挿入したり、2つの異なるパズルのピースを合わせたりしてゲノムを操作したりできます。

場合によっては、制限酵素は明確な認識として知られているものに対してコード化されます。つまり、非常に特異的な配列のみを認識します。 他のものは曖昧な認識のためにコード化され、特定のヌクレオチドが任意のヌクレオチドを囲む配列を探します。 研究者は、既知の制限酵素を使用して、DNAのサンプルを選択的に制限フラグメントとして知られるフラグメントに切り取ることができます。