Рестрикция

Рестрикция ДНК — это разрезание молекулы ДНК специфическими ферментами, которые называются эндонуклеазами рестрикции, или, на лабораторном жаргоне, — рестриктазами.

Рестриктазы были найдены у бактерий. Все рестриктазы разрезают фосфодиэфирную связь между соседними нуклеотидами в ДНК. Рестриктные фрагменты (фрагменты ДНК, образовавшиеся в ходе рестрикции) имеют фосфатную группу на 5’-конце и гидроксильную группу на 3’-конце. Каждая рестриктаза имеет свой специфический сайт узнавания.

Все рестриктазы делятся на несколько групп. Рестриктазы из разных групп различаются сайтами узнавания, местом разрезания относительно сайта узнавания и структурой молекул фермента.

Рестриктазы II типа.

В лабораторной практике широко применяются рестриктазы II типа. Рестриктазы этой группы в большинстве своем узнают симметричные сайты (обладающие центральной осью и считывающиеся одинаково в обе стороны от оси симметрии, если смотреть на разных цепях ДНК). Такие сайты называются палиндромными.

Чтобы структура типичных сайтов рестрикции была вам более понятна, рассмотрим примеры слов-палиндромов, т.е. слов, которые читаются одинаково слева направо и справа налево: из русского языка: шалаш, радар, Алла из английского языка: Redivider (в переводе — что-то вроде перегородки) из финского слова (рекордсмен среди слов-палиндромов): SAIPPUAKIVIKAUPPIAS (в переводе — торговец щелоком) Существуют также фразы-палиндромы, например: Oколо Миши молоко Аргентина манит негра

Рассмотрим пример рестрикционного сайта:

На рисунке желтым цветом показан рестрикционный сайт, а красными треугольниками — места расщепления цепей ДНК рестриктазой, узнающей этот сайт.

Если прочитать последовательность нуклеотидов от 5'-конца к 3'-концу на верхней и на нижней цепях ДНК, можно заметить, что она (последовательность) одинакова. Также если мы мысленно разделим 6 пар нуклеотидов посередине вертикальной осью и прочитаем последовательность трех нуклеотидов, например, на верхней цепи вправо от оси и на нижней цепи влево от оси, то получим одинаковые последовательности на верхней и нижней цепях. Все это говорит нам о том, что мы имеем дело с палиндромной последовательностью. Некоторую путаницу в распознавание палиндрома может внести только наличие у ДНК двух комплементарных цепей.

Рестриктазы II типа могут по-разному разрезать свой сайт узнавания. Обратимся к схеме:

Тупые концы образуются, когда рестриктаза режет цепи ДНК по связям, расположенным напротив друг друга. Липкие концы образуются, когда рестриктаза режет цепи ДНК по связям, не расположенным друг напротив друга. Когда образуются 5', а когда 3'-выступающие концы, видно из рисунка: