Рестрикции ферменты

В клетке межнуклеотидные связи в ДНК и РНК расщепляются нуклеазами — обширным классом ферментов, представители которого различаются по механизму действия и специфичности (табл. 1), Среди нуклеаз, приведенных в таблице, нужно особо выделить эндонуклеазы рестрикции (рестриктазы). ферменты (их функции рассмотрены в гл. VI) узнают в молекулах ДНК не отдельные нуклеотидные остатки, а нуклеотидные последовательности из четырех, пяти или шести остатков и поэтому расщепляют любую ДНК на сравнительно небольшое число строго определенных фрагментов. [c.13]

Широкое распространение обмена ДНК между бактериями ставит перед ними задачу сохранения собственного генома. Далеко не всегда проникшая в клетку чужеродная ДНК.способна оказаться полезной. Более того, посторонний генетический материал может быть губительным для клетки, особенно если принадлежит бактериальному вирусу, бактериофагу. Для того чтобы бороться с чужеродной ДНК, нужно уметь отличать свою ДНК от чужой. Бактерии достигают этого те.м, что метят свою ДНК с помощью специального модифицирующего фермента. Практически все виды бактерий имеют метилазы, модифицирующие аденин или цитозин в определенной, характерной для данного вида последовательности ДНК- Другой специальный фермент, эндонуклеаза рестрикции (рестриктаза), узнает ту же последовательность и разрезает ее, если она не модифицирована, т. е. попала в клетку извне. Таким путем бактерии ограничивают возможности попадания в них постороннего генетического материала. [c.129]

Подобная сложность систем рестрикции I типа привела к предположению о том, что эти ферменты играют в клетках какую-то роль помимо рестрикции. Однако другие функции рестриктаз пока не обнаружены. [c.132]

Рис. 8.6. Случайный мутагенез с использованием вырожденных олигонуклеотидов и ПЦР. Левую и правую части гена-мишени амплифицируют по отдельности с помощью ПЦР. Соответствующие праймеры показаны горизонтальными стрелками. Вырожденные олигонуклеотиды изображены стрелками с тремя зазубринами, каждая из которых отвечает нуклеотиду, не комплементарному соответствующему нуклеотиду в гене-мишени. Амплифици-рованные фрагменты очищают, денатурируют до полного разделения цепей и ренатури-руют. В результате образуются частично двухцепочечные молекулы ДНК, спаренные в области гена-мищени. Их достраивают с помощью ДНК-полимеразы и проводят ПЦР-амплификацию. ПЦР-продукты расщепляют эндонуклеазами рестрикции А и В и встраивают в вектор, обработанный теми же ферментами.

Рис. 4.4. Картирование сайтов рестрикции. А. Результаты гель-электрофореза фрагментов ДНК, полученных ее расщеплением указанными ферментами. Очищенную ДНК гидролизовали рестриктазами ЕсоК и ВатШ раздельно, а затем их смесью, проводили гель-электрофорез и визуализировали продукты окращива-нием бромистым этидием. Числа слева от горизонтальных полос -длина фрагментов в парах оснований. Б. Рестрикционная карта, построенная по электрофоретическим данным. Числа - расстояние между сайтами узнавания соответствующих ферментов.

Рестрикция ферментом, расщепляющим плазмиду на участке одного из генов устойчивости к антибиотику [c.103]

Бактерии часто переваривают и разрушают ДНК вторгшихся в них вирусов или ДНК, попавшую в клетку при спаривании с бактерией несовместимого штамма. В результате исследований этого интересного явления, получившего название рестрикция, было обнаружено, что ДНК вирусов, способных к репликации лишь в определенных клетках-хозяевах, в специфических местах каким-то образом маркирована. Причем во многих случаях метками являются метильные группы. Оказалось, что соответствующим образом метилированная ДНК не расщепляется бактерией, тогда как неметилированная ДНК расщепляется высокоспецифичной эндонуклеазой именно в тех местах, в которых обычно происходит метилирование. У каждого вида бактерий (а часто даже и у отдельных штаммов в пределах данного вида) имеются свои собственные рестриктирующие ферменты. Рестриктирующие ферменты обладают очень высокой степенью специфичности и часто разрезают ДНК всего лишь в нескольких точках (или рядом с ними), для которых характерна уникальная последовательность оснований. В настоящее время удалось выделить около 45 таких ферментов с разной специфичностью. [c.279]

Обработка образца ДНК определенной рестриктазой всегда дает один и тот же набор фрагментов - при условии, что расщепление происходит по всем сайтам узнавания. Если использовать несколько ферментов рестрикции и сначала обработать ДНК каждой из рестриктаз в отдельности, а затем их комбинациями, можно построить физическую карту данной ДНК, т. е. установить порядок следования сайтов рестрикции вдоль молекулы. Определив размер полученных фрагментов с помощью гель-электрофореза, можно найти положение рестрикционных сайтов (дополнение 4.1). На рис. 4.4,А указаны размеры фрагментов, полученных в результате расщепления ДНК разными рестриктазами и их смесью. Из этих данных следует, что данный участок ДНК имеет по два сайта для ВатШ и ЕсоШ. [c.53]

Использование перекрывающихся фрагментов-это ключ к рестрикционному картированию. Рассмотрим для примера уже известный нам фрагмент в 1900 п.н. Он образуется либо в результате обработки фрагмента А-2100 ферментом В, либо после обработки фрагмента В-2500 ферментом А. Из данных о расщеплении фрагментов А-2100 и В-2500 мы знаем, что с одной стороны на расстоянии 200 п.н. от фрагмента 1900 находится следующий А-сайт, а с другого конца, на расстоянии 600 п.н.,-следующий В-сайт. На основе этих данных мы можем нарисовать карту, указав на ней вертикальными линиями сайты рестрикции ферментами А и В и размеры фрагментов между ними. [c.45]

Для получения линкеров синтезируют олигомеры, которые представляют собой палиндромные одноцепочечные нуклеотидные последовательности, спаривающиеся (гибридизующиеся) между собой. Линкеры содержат сайты узнавания для рестрицирующих эндонуклеаз, что позволяет осуществлять с их помощью клонирование фрагментов ДНК (рис. 5.8, А и Б). Короткий дуплекс длиной 6-12 пар нуклеотидов лигируют по тупым концам с ДНК-мишенью (обычно кДНК). Разрезают новую молекулу нужной рестрицирующей эндонуклеазой и получают фрагменты с выступающими одноцепочечными концами (липкими концами), с помощью которых встраивают ДНК-мишень в соответствующий вектор. Прежде чем проводить встраивание, рестрицированную смесь фракционируют для отделения ДНК с липкими концами от лишних линкерных молекул. Вектор тоже обрабатывают рестриктазой, отжигают его с фрагментами ДНК с липкими концами и сшивают с помощью ДНК-лигазы фага Т4. ДНК-мишень не должна содержать сайтов рестрикции, присутствующих в линкерной последовательности, в противном случае она также будет расщепляться ферментом. [c.85]

Механизм инактивации и избирательного разрушения хромосом остается неизвестным предполагается, что в своей химической основе он имеет сходство с процессами модификации и рестрикции, свойственными бактериям (гл. 15, разд. Е) [182]. С помощью системы метилирования одна хромосома может быть помечена и сохранена, тогда как другая — подвергнуться последовательным воздействиям отстригающей эндонуклеазы. С другой стороны, не исключено, что какой-то другой фермент инициирует переход хромосом в гетерохроматин. [c.363]

Фермент рестрикции Сайт узнавания Источник [c.131]

Таблица 4.1. Нуклеотидные последовательности, распознаваемые некоторыми ферментами рестрикции

Метод определения последовательности ДНК Максама-Гилбер-та получил известность, начав широко применяться еще до его публикации [19]. Он, в сущности, связан с использованием четырех контролируемых процессов химической деградации, каждый из которых проявляет большую или меньшую избирательность по отношению к одному из четырех оснований. Этот метод в равной степени хорошо применим и к одно- и к двунитевым ДНК предполагая, что только одна цепь радиоактивно мечена Р. Это достигается фосфорилированием конца молекулы с использованием 7- P-мeчeннoгo АТР и либо З -концевой, либо 5 -концевой киназы. Этим способом вводится Р метка по обоим концам дуплекса, но По чередующимся цепям. Поэтому расщепление ферментом рестрикции дает разделимые фрагменты, каждый из которых имеет одну метку и потенциально перекрывающуюся последовательность по отношению к другому (зависящую от выбора фермента рестрикции). В результате четырех отдельных реакций этот материал Подвергается четырем химическим деградациям в мягких условиях с тем, чтобы модифицировалось примерно лишь одно основание из 50 — 100. Расщепление цепи по модифицированному положению дает смесь фрагментов, каждый из которых кончается определенным основанием. Точно так же, как и в плюс и минус -методе, [c.189]

Добавьте 3 мкл 10-кратного буфера для рестрикции ферментами ЕсоШ и Я/пс11П, 3 мкл 10 мМ спермидин трихлорида, pH 7, и 15 единиц соответствующего фермента рестрикции. ( соК1 для 33.6, Я П(1П1 для 33.15). Смешайте пипетированием. Инкубируйте при 37 °С не менее часа. [c.195]

Препарат кольцевой плазмидной ДИК длино11 18 т. п. н. подвергли полной рестрикции ферментом Кш I. Последующий электрофоретический анализ пoзвoJIИл выявить наличие ряда фрагментов следующих размеров 5,0 4,0 3,5 3,0 1,5 и 1,0. Неполная рестрикция исходной плазмидгюй ДНК с помощью той же рестриктазы показала наличие пяти фрагментов, обозначенных буквами от А до Е. Последующая полная рестрикция этих фрагментов той же рестриктазой представлена в табл. 5. Постройте рестрикционную карту ко и>цевой плазмидной ДНК. [c.7]

Предположим, что последовательность SINE у одного ортанизма имеет длину 50 п. п. ДНК этого организма выделили и подвер1ли рестрикции ферментом, разрезающим ДНК па фрагменты 100 п. н. После этого провели тепловую денатурацию ДНК с последующим медленным охлаждением (quen hing). Что можно увидеть при электронном микроскопировании полученных фрагментов [c.20]

Системы рестрикции II типа обнаружены у очень многих бактерий. Эти системы состоят из двух отдельных ферментов, рестриктазы н метилазы, узнающих одну и ту же последовательность ДНК — сайт рестрикции. Если сайт рестрикции не метилирован, то рестриктаза вносит в него двуцепочечный разрыв. ДНК не подвергается рестрикции, если хотя бы одна цепь метилирована. Такие свойства предохраняют собственную ДНК бактерий от рестрикции собственная ДНК либо полностью метилирована по всем сайтам рестрикции, либо, после репликации, патуметилирована. На полуметилированные сайты рестрикции действует метилаза и метилирует их полностью. Как и прочие клеточные метилазы, метилазы системы рестрикции-модификации в качестве донора метильных групп нс-патьзуют 5-аденозилметионин. В табл. 7 для примера приведены данные о некоторых рестриктазах и метилазах II типа. [c.130]

В.Арбер Впервые получены сведения о ферментах рестрикции ДНК [c.105]

Т 2, Т4 и Тб) вместо цитозина входит оксиметилцитозин, большин-ст во остатков которого к тому же еще глюкозилированы. ДНК, мо-ди фицированную подобным образом, не разрезают почти все известные рестриктазы. Такой способ борьбы с рестрикцией могут позволить себе лишь крупные фаги, поскольку для этого фаг должен кодировать фактически новый метаболический путь синтеза необычных нуклеотидов, а также новые ферменты синтеза ДНК, адаптированные к необычным свойствам фаговой матрицы и к использованию необычного субстрата. Зато столь радикальная модификация ДН К позволяет фагам, использующим эту тактику, не только защищаться от хозяйских рестриктаз, но и пойти дальше они коди-р уют нуклеазы, деградирующие немодифицированную ДНК хозяина, но не действующие на фаговую ДНК. Другие фаги используют еще ряд способов борьбы с системой рестрикции хозяина. [c.133]

Недостаточно обоснованные выводы о встречаемости нуклеозидов могут оказаться некорректными. Так, помимо восьми основных нуклеозидов (1) — (8), большинство классов нуклеиновых кислот, столь сильно различающихся между собой, содержат, как было показано, в большем или меньшем процентном отношении модифицированные нуклеозиды. Длительное время было известно, что 5-метилдезоксицитидин образуется в гидролизатах ДНК растений и животных [7] полагают, что каждая система ферментов рестрикции бактерий содержит метилазу, которая метилирует специфические остатки оснований ДНК хозяина в последовательности, узнаваемой рестрикционной эндонуклеазой [7], давая таким образом появление модифицированных нуклеозидов из бактериальной ДНК. Фаговые ДНК часто содержат большие количества модифицированных нуклеозидов и очень возможно, что нас еще ожидает много неожиданностей по мере определения состава нуклеи новых кислот других фагов [7]. [c.70]

Синтетические декамерные дуплексы такого рода предназначены для присоединения встык к генам ДНК, полученным химически или ферментативно путем связывания лигазами. Когда они затем подвергаются зависимому от последовательности эидонук-леазному действию фермента рестрикции (см. разд. 22.4.3), они превращаются во фрагменты, имеющие липкие концы. Поскольку идентичные липкие концы могут быть получены в результате действия того же фермента рестрикции на бактериальную хромосому, то может быть создана возможность для введения искусственного гена в хромосому (см. разд. 22.5.4). [c.183]

Сенжер и Коулсон создали метод анализа последовательности ДНК, который основан на ферментативном копировании однонитевых частиц ДНК [18]. Максам и Гилберт создали метод, в основу которого положена химическая модификация четырех оснований, входящих в состав ДНК, и который с одинаковым успехом применим как к однонитевым, так и к двунитевым молекулам ДНК [19]. Оба метода используют авторадиографическое определение згр-меченных олигонуклеотидов, которые разделяют в зависимости от их длины электрофорезом денатурированных фрагментов в полиакриламидном геле. На практике, успех этих методов во многом определяется недавними достижениями в энзимологии нуклеиновых кислот, особенно использованием ферментов рестрикции, расщепляющих молекулы ДНК, и обратной транскриптазы, с помощью которой получают циклические ДНК, комплиментарные РНК-матрице. Нижеследующее описание методики анализа будет, однако, предполагать наличие гомогенных образцов ДНК подходящей длины. [c.188]

Этот фермент рестрикции делает четыре разреза в идентичных палиндромных концах сконструированной таким образом ДНК, а также делает один идентичный разрез в кольцевой ДНК из бактериальной плазмиды Е. oli (Плазмиды являются маленькими [c.213]

Чтобы построить рестрикционную карту, следует сравнить размеры фрагментов, полученных при раздельной рестрикции и при рестрикции смесью ферментов. Результат такого сравнения представлен на рис. 4.4,Б. Если при гидролизе ДНК каждой из двух рестриктаз ( соЯ1 и ВатШ) образуются три фрагмента, значит, в исходном фрагменте ДНК было два сайта узнавания для каждой из использованных рестриктаз. Фрагмент размером 300 п. п., который образуется в результате гидролиза соК1, не расщепляется [c.53]

Для осуществления молекулярного клонирования недостаточно одних только ферментов рестрикции. Во-первьгх, водородные связи между теми четырьмя основаниями, которые образуют липкие концы, недостаточно прочны, чтобы удержать два объединившихся фрагмента ДНК. Необходим какой-то инструмент для устранения разрыва в сахарофосфатном остове молекулы, т. е. для восстановления связи между 3 -гидроксильной концевой группой одной цепи и 5 -фосфатной группой другой. Таким инструментом является ДНК-лигаза бактериофага Т4. Этот фермент катализирует образование фосфо-диэфирных связей между концами полинуклеотидных цепей, которые уже удерживаются вместе благодаря спариванию липких концов. Кроме того, ДНК-лигаза Т4 сшивает тупые концы, которые сближаются друг с другом после того, как объединяемые фрагменты связываются с ферментом (рис. 4.6). Во-вторых, объеди- [c.55]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология