Эндонуклеазы неспецифические

Неспецифическая ДНКаза, 3 5 -экзоиук-леаза Специфическая РНКаза, эндонуклеаза [c.14]

Электрофоретический метод отличается простотой выполнения и избирательностью. Это единственный из известных методов оценки активности рестриктаз, в результате применения которого имеется возможность судить о характере расщепления субстрата — каждая специфическая эндонуклеаза генерирует уникальный набор фрагментов ДНК субстрата, который после проведения электрофоретического их разделения дает определенный, характерный для этого фермента набор зон в геле. Рассмотрение таких картин позволяет судить не только о наличии рестриктазы в исследуемом растворе, но отчасти и об ее активности и субстратной специфичности. Последнее свойство обсуждаемого метода оказывается очень важным в тех случаях, когда в фракционируемой смеси содержится более чем одна рестриктаза. Кроме того, снижение интенсивности и четкости зон ДНК позволяет судить о наличии в фракциях неспецифических нуклеаз. Однако, электрофоретический метод наряду с отмеченными достоинствами имеет существенный недостаток, выражающийся в том, что количественное определение активности исследуемых ферментов проводится путем оценки перехода неполное расщепление—полное расщепление субстрата. Для того, чтобы идентифицировать этот переход, необходимо проводить обработку субстрата различными количествами фермента, что значительно увеличивает число анализируемых проб. Если учесть, что в ходе хроматографической очистки такой оценке подлежат многие десятки фракций, трудоемкость количественного определения активности рестриктаз электрофоретическим методом в таких опытах становится очевидной. Однако использование именно этого метода оправдывает себя в случае определения активности конечного препарата, предназначенного для применения в качестве аналитического реагента. В этом случае необходимо знать количество фермента, обеспечивающее исчерпывающее специфическое фрагментирование [c.127]

Большим достоинством обсуждаемого метода является возможность его использования для тестирования активности специфических эндонуклеаз, несмотря на присутствие некоторых количеств неспецифических эндонуклеаз. Эта особенность электрофоретического метода способствует быстрой проверке многих штаммов. Однако, в таких опытах наблюдаются и случаи относительно большого содержания неспецифических нуклеаз в бесклеточных экстрактах некоторых исследуемых культур, что может маскировать активность целевых ферментов и тем самым препятствовать их выявлению [179]. [c.136]

Очищенные препараты рестриктаз необходимы как для их характеристики, так и для использования в качестве аналитических реагентов в различных сферах применения этих ферментов. Выделение рестриктаз, как и любых других ферментов, преследует две цели — получение ферментных препаратов, свободных от нежелательных примесных активностей (функциональная чистота), или получение гомогенных белков (физическая чистота). В случае специфических эндонуклеаз в качестве нежелательных примесей в первую очередь выступают неспецифические нуклеазы и фосфатазы, имеющиеся во всех клетках, а иногда и рестриктазы, присутствующие наряду с целевым ферментом в биомассе некоторых продуцентов. [c.141]

Существует несколько объективных причин наблюдаемого явления. В первую очередь это связано с тем, что в начальных стадиях очистки наличие в исследуемых препаратах примесных неспецифических нуклеаз не позволяет, за редкими исключениями, проводить количественную оценку активности рестриктаз. Но даже в случае потенциальной возможности такой оценки, отсутствие простых методов для ее осуществления не способствует проведению обсуждаемого анализа. Количественная оценка примесных неспецифических нуклеаз (особенно эндонуклеаз) тоже встречается с методическими трудностями. [c.142]

Рестриктирующие эндонуклеазы, детерминируемые хромосомой Е. соИ, — это крупные белки с мол. весом порядка 300 000—400 000, состоящие из полипептидных цепей трех типов. Они явно связываются со специфическими участками и неспецифически разрушают прилегающие к ним участки. Для их действия необходимо наличие АТР, ионов Mg2+ и S-аденозилметионина. Уникальная особенность этих белков состоит в способности вызывать гидролиз необычно больших количеств АТР [215]. Значение всех этих свойств рестриктирующих ферментов остается до сих пор неясным. Второй класс рестриктирующих ферментов состоит из относительно небольших мономерных или димерных белков с мол. весом 50 000—100 000. Местом атаки этих ферментов служат, как правило, нуклеотидные последовательности с локальной симметрией второго порядка [217]. Так, например, для двух рестриктирующих эндонуклеаз, детерминируемых ДНК плазмиды R-фактора Е. соН, и рестриктирующего фермента Hemophilus influenzae были идентифицированы следующие участки расщепления (в приведенной ниже схеме стрелками показаны места расщепления, звездочками — места метилирования, а точками — локальная ось симметрии второго порядка) [c.279]

Нуклеазы — ферменты, катализирующие распад нуклеиновых кислот путем гидролиза фосфодиэфирных связей. Они обнаружены практически во всех биологически объектах. Некоторые из них специфичны только по отношению к РНК (РНК-азы), другие действуют только на ДН К (ДН К-азы). Т ретья группа нуклеаз (неспецифические вуклеазы) проявляет активность по отношению к обоим типам нуклеиновых кислот. Одни нуклеазы расщепляют полимерную цепь нуклеиновой кислоты внутри молекулы (эндонуклеазы), а другие — последовательно расщепляют фосфодиэфирные связи с одного из концов цепи (экзонуклеазы). Известны примеры нуклеаз, выступающих одновременно как эндо- и экзонуклеазы. [c.62]

Фрагменты ДНК, предназначенные для клонирования, получают химическим и ферментативным синтезом, гидролизом клонируемой ДНК рестриктазами и другими эндонуклеазами, дроблением ее гидродинамическим способом или ул1тразвуком Подбором условий в определенных пределах можно задавать их длину, но в ряде случаев в зависимости от емкости векторов и необходимости их эффективного использования фрагменты ДНК перед клонированием фракционируют по размеру. Образующиеся двунитевые фрагменты ДНК обладают разными концами, что определяет выбор метода их присоединения к векторнь 4 молекулам. Если фрагменты синтезированы или получены воздействием рестриктаз, концы их могут быть ровными (тупыми) или липкими, фрагменты, полученные в результате неспецифического дробле ния ДНК, имеют на концах случайные однонитевые участки. При этом разрывы распределяются по молекулам случайно, так что среди образовавщихся фрагментов ДНК всегда содержится любой из генов в неповрежденном виде. Это особенно важно при создании банка генов. Расщепление ДНК рестриктазами, естественно, носит неслучайный характер. Если в клонируемом гене имеется сайт узнавания используемой рестриктазы, то ведут ограниченный гидролиз ДНК, чтобы не разрушить этот ген. [c.241]

Методы, используемые для проверки исследуемых культур (см. разд. 2, часть II), не дают полной гарантии выявления специфических эндонуклеаз во всех штаммах, содержащих их. Одной из очевидных причин этому явлению в случае применения биохимического метода может быть маскирование рестриктазной активности неспецифическими нуклеазами. Именно неблагоприятное соотношение этих ферментов по мнению Майера и Райхенбаха [249 ] послужило причиной того, что среди 45 проверенных штаммов ytophaga только в двух случаях удалось выявить специфическое фрагментирование субстратов, проинкубированных с бесклеточными экстрактами исследуемых культур. Таким образом, применение традиционного метода тестирования наличия рестриктаз в исследуемых культурах дало в обсуждаемом случае исключительно низкую частоту встречаемости продуцентов. Для того, чтобы выяснить, насколько полученные данные отражают истину, необходимо применить другие методические подходы. [c.24]

Основным требованием при использовании рестриктаз в генно-инженерных и других молекулярно-генетических экспериментах является функциональная чистога, а именно, отсутствие примесей неспецифических нуклеаз и фосфатаз. Поэтому, основные усилия при выделении и очистке рестрикционных эндонуклеаз направлены на получение функционально чистых их препаратов. Однако, для структурно-кинетических исследований эндонуклеаз рестрикции требуются относительно больщие количества гомогенных препаратов ферментов. Несмотря на то, что как уже отмечалось, в настоящее время охарактеризовано (и в большинстве случаев выделено) более 1000 рестриктаз, лишь небольшая их часть получена в го(могенном состоянии. [c.66]

В случае использования биологических методов, как следует из приведенных выше примеров, огромное число штаммов исключается из круга исследуемых уже на первых стадиях проверки. Биохимической проверке доступны все штаммы. Однако, и в этом случае существует множество причин, по которым имеющиеся в клетках специфические эндонуклеазы могут быть не обнаружены. Вряд ли все их можно предусмотреть и перечислить. Среди Очевидных причин видимого отсутствия искомой активности (кроме упомянутого выше отсутствия сайтов узнавания в субстрате) в опытах in vitro можно перечислить следующие отсутствие сайтов узнавания может иммитироваться природными модификациями субстратов как в виде метилирования, так и более сложными ее вариантами [19, 155]. Предположительно часть рестриктаз может инактивироваться в ходе получения бесклеточных экстрактов или маскироваться присутствием большой, относительно рестриктазной, активностью неспецифических нуклеаз. Несмотря на исключительно высокую чувствительность электрофоретического метода [241],. из-за маскирующего действия нуклеаз она может только снизиться. Проявление последнего фактора особенно должно сказаться на обнаружении рестриктаз, содержащихся в клетках в незначительных количествах. Состав рестрикционных смесей,, используемых для определения активности рестриктаз в опытах по их поиску, может оказаться далеко не оптимальным. В ка- [c.140]

По вполне понятным причинам при поиске аффинных сорбентов внимание в первую очередь было обращено на субстрат рестриктаз — ДНК- В ряде случаев для очистки этих ферментов была использована колонка с однонитевой ДНК-агарозой, приготовленной смешиванием расплавленной горячей агарозы с денатурированной дезоксирибонуклеиновой кислотой тимуса теленка по методу Шеллера с сотр. [236]. Предполагалось [217], что с сорбентом преимущественно будут связываться неспецифические нуклеазы, а рестриктазы, субстратом которых является нативная ДНК, окажутся во фракции несорбировавшихся белков. Для некоторых рестриктаз это предположение, согласно утверждению Робертса [217], оправдалось и была получена хорошая их очистка. Наряду с этим было обнаружено, что некоторая часть исследованных специфических эндонуклеаз достаточно прочно связывалась с однонитевой иммобилизованной ДНК и элюировалась градиентом соли острыми пиками. В этом случае тоже наблюдалась значительная очистка этих ферментов от неспецифических нуклеаз. Хроматография на однонитевой ДНК, иммобилизованной на агарозе или целлюлозе, была применена на последней стадии очистки рестриктаз Hha I [174], Bsp I [152] и E oR I [184]. В качестве сорбента для очистки специфических эндонуклеаз нашла применение и нативная ДНК, иммобилизованная на полиакриламидном геле или целлюлозе, которые были использованы в случае Bsu I [58] и ВЬе I [c.155]

Использование неспецифических эндонуклеаз. В сверхспиральные кольцевые молекулы могут быть внесены единичные разрывы с помощью неспецифических эндонуклеаз, например ДНКазы I. Нри этом образуется целый набор линейных молекул с разрывами в разных сайтах. Носле внесения разрыва и расщирения де легированной области осуществляют лигирование с помощью методов, описанных ранее для устранения эндонуклеазных разрывов. Нри таком подходе используют некоторые интересные свойства ДНКазы I в присутствии этот фермент расщепляет сразу обе цепи дуплексной ДНК, а в присутствии гидро- [c.343]

Принципы конструирования инсерционных мутантов сходны с описанными выще для делеционных мутантов. Клонированный сегмент ДНК расщепляют по одному из сайтов с помощью рестриктирующей эндонуклеазы или неспецифической эндонуклеазы. При необходимости заполняют пробелы на концах образовавщейся линейной молекулы или отщепляют одно цеп очечные хвосты с помощью нуклеазы и осуществляют лигирование в присутствии сегмента, который хотят встроить в молекулу. В качестве вставки может использоваться синтетический фрагмент, содержащий множество сайтов для рестрикционных эндонуклеаз, — так называемый полилинкер. Если первое расщепление было ш пе-цифичным (например, если оно было осуществлено [c.344]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология