制限部位
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分子生物学において、制限部位（または制限認識部位）は、DNA分子中の特定のヌクレオチド配列（長さ4～8塩基対[ 1 ] ）を含む領域であり、制限酵素によって認識され、DNAをその部位またはその近傍で切断します。これらの部位は一般的に回文配列[ 2 ]であり（制限酵素は通常ホモ二量体として結合するため）、特定の制限酵素は、その認識部位内またはその近傍で2つのヌクレオチド間の配列を切断することがあります。
関数
[編集]例えば、一般的な制限酵素であるEcoRIは、回文配列GAATTCを認識し、上鎖と下鎖の両方のGとAの間を切断します。これにより、AATT （AATTC、すなわちTTAAC）の両端に、粘着末端[ 2 ]として知られるオーバーハング（相補鎖が結合していないDNA鎖の末端部分）が残ります。このオーバーハングは、相補的なオーバーハングを持つDNA断片（例えば、EcoRIで切断された別の断片）をライゲーションするために利用されます（DNAリガーゼを参照）。
制限酵素の中には、制限部位でDNAを切断する際に突出部分が残らないものがあり、これを平滑末端と呼ぶ。[ 2 ]平滑末端はDNAリガーゼによって連結される可能性がはるかに低い。なぜなら平滑末端には酵素が認識して相補塩基対と適合させることができる突出塩基対がないからである。[ 3 ]一方、DNAの粘着末端は露出した非対合ヌクレオチドがあるため、DNAリガーゼの助けを借りれば結合に成功する可能性がより高い。例えば、AATTGで終わる粘着末端は、5'と3'の両方のDNA鎖が対合している平滑末端よりもリガーゼと結合する可能性がより高い。この例では、AATTGはTTAACの相補塩基対を持ち、それがDNAリガーゼ酵素の機能を低減する。[ 4 ]
アプリケーション
[編集]制限酵素部位は、分子生物学において、制限酵素断片長多型（RFLP ）の同定など、様々な用途に用いられます。また、プラスミドの設計においても、制限酵素部位は考慮すべき重要な事項です。
データベース
[編集]制限部位と酵素に関するデータベースはいくつか存在し、その中で最大の非商用データベースはREBASEです。[ 5 ] [ 6 ]最近、ウイルスゲノム中の統計的に有意なヌルマー（つまり、存在が強く期待される短い欠落モチーフ）は制限部位であることが示され、ウイルスは細菌宿主への侵入を容易にするためにこれらのモチーフを排除した可能性が高いことを示しています。[ 7 ] ヌルマーデータベースには、その多くはまだ知られていない制限モチーフである可能性のある最小限の欠落モチーフの包括的なカタログが含まれています。
参照
[編集]参考文献
[編集]- ^ ラッセル、ピーター・J. (2006). iGenetics: メンデル遺伝学アプローチ. ベンジャミン・カミングス. ISBN 978-0805346664。
- ^ a b c Lehninger, Albert L.; Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2008). Principles of Biochemistry (第5版). ニューヨーク: WH Freeman and Company. p. 305–306 . ISBN 978-0-7167-7108-1。
- ^ Mousavi-Khattat, Mohammad; Rafati, Adele; Gill, Pooria (2015年2月5日). 「折り紙ベースの粘着末端ナノ構造を用いたDNAナノチューブの製造」 . Journal of Nanostructure in Chemistry . 5 (2): 177– 183. doi : 10.1007/s40097-015-0148-z .
- ^ ガオ、ソン;張、建南。ミャオ族、天津市。マ、ディ。スー、イン。アン・インフェン。張清瑞（2015年3月28日）。 「融合遺伝子構築のためのシンプルで便利な粘着性/平滑末端ライゲーション法」。生化学遺伝学。53 ( 1–3 ): 42–48 .土井: 10.1007/s10528-015-9669-x。PMID 25820211。S2CID 16709792。
- ^ Roberts, Richard J.; Vincze, Tamas; Posfai, Janos; Macelis, Dana (2009-10-21). 「REBASE—DNA制限酵素・修飾データベース：酵素、遺伝子、ゲノム」 . Nucleic Acids Research . 38 (suppl_1): D234 – D236 . doi : 10.1093/nar/ gkp874 . ISSN 0305-1048 . PMC 2808884. PMID 19846593 .
- ^ Roberts, Richard J.; Vincze, Tamas; Posfai, Janos; Macelis, Dana (2014-11-05). 「REBASE—DNA制限酵素・修飾データベース：酵素、遺伝子、ゲノム」 . Nucleic Acids Research . 43 (D1): D298 – D299 . doi : 10.1093/nar/ gku1046 . ISSN 1362-4962 . PMC 4383893. PMID 25378308 .
- ^ Koulouras, Grigorios; Frith, Martin C (2021-04-06). 「ゲノムとプロテオームにおける重要な配列の非存在」 . Nucleic Acids Research . 49 (6): 3139– 3155. doi : 10.1093/nar/gkab139 . ISSN 0305-1048 . PMC 8034619. PMID 33693858 .
分子生物学において、制限部位（または制限認識部位）は、DNA分子中の特定のヌクレオチド配列（長さ4～8塩基対[1] ）を含む領域であり、制限酵素によって認識され、DNAをその部位またはその近傍で切断します。これらの部位は一般的に回文配列[2] （制限酵素は通常ホモ二量体として結合するため）であり、特定の制限酵素は、その認識部位内またはその近傍で2つのヌクレオチド間の配列を切断することがあります。
関数
例えば、一般的な制限酵素であるEcoRIは、回文配列GAATTCを認識し、上鎖と下鎖の両方のGとAの間を切断します。これにより、AATT （AATTC、すなわちTTAAC）の両端に、粘着末端[2]として知られるオーバーハング（相補鎖が結合していないDNA鎖の末端部分）が残ります。このオーバーハングは、相補的なオーバーハングを持つDNA断片（例えば、EcoRIで切断された別の断片）をライゲーションするために利用されます（DNAリガーゼを参照）。
一部の制限酵素は、制限部位でDNAを切断し、突出部分を残さない。これは平滑末端と呼ばれる。[2]平滑末端はDNAリガーゼによってライゲーションされる可能性が非常に低い。これは、平滑末端には酵素が認識し相補塩基対と適合させることができる突出塩基対がないからである。[3]一方、DNAの粘着末端は露出した非対合ヌクレオチドがあるため、DNAリガーゼの助けを借りて結合する可能性がより高い。例えば、AATTGで終わる粘着末端は、5'と3'の両方のDNA鎖が対合している平滑末端よりもリガーゼと結合する可能性がより高い。この例では、AATTGはTTAACの相補塩基対を持ち、これがDNAリガーゼ酵素の機能を低下させる。[4]
アプリケーション
制限酵素部位は、分子生物学において、制限酵素断片長多型（RFLP ）の同定など、様々な用途に用いられます。また、プラスミドの設計においても、制限酵素部位は考慮すべき重要な事項です。
データベース
制限部位と酵素に関するデータベースはいくつか存在し、その中で最大の非商用データベースはREBASEです。[5] [6]最近、ウイルスゲノム中の統計的に有意なヌルマー（つまり、存在が強く期待される短い欠落モチーフ）は制限部位であることが示され、ウイルスは細菌宿主への侵入を容易にするためにこれらのモチーフを排除した可能性が高いことを示しています。[7]ヌルマーデータベースには、最小限の欠落モチーフの包括的なカタログが含まれており、その多くは潜在的にまだ知られていない制限モチーフである可能性があります。
参照
参考文献
- ^ ラッセル、ピーター・J. (2006). iGenetics: メンデル遺伝学アプローチ. ベンジャミン・カミングス. ISBN 978-0805346664。
- ^ abc レーニンガー, アルバート L.; ネルソン, デイビッド L.; コックス, マイケル M. (2008). 『生化学の原理』（第5版）. ニューヨーク: WHフリーマン・アンド・カンパニー. p. 305–306. ISBN 978-0-7167-7108-1。
- ^ Mousavi-Khattat, Mohammad; Rafati, Adele; Gill, Pooria (2015年2月5日). 「折り紙ベースの粘着末端ナノ構造を用いたDNAナノチューブの製造」Journal of Nanostructure in Chemistry . 5 (2): 177– 183. doi : 10.1007/s40097-015-0148-z .
- ^ ガオ、ソン;張、建南。ミャオ族、天津市。マ、ディ。スー、イン。アン・インフェン。張清瑞（2015年3月28日）。 「融合遺伝子構築のためのシンプルで便利な粘着性/平滑末端ライゲーション法」。生化学遺伝学。53 ( 1–3 ): 42–48 .土井:10.1007/s10528-015-9669-x。PMID 25820211。S2CID 16709792 。
- ^ Roberts, Richard J.; Vincze, Tamas; Posfai, Janos; Macelis, Dana (2009-10-21). 「REBASE—DNA制限酵素・修飾データベース：酵素、遺伝子、ゲノム」. Nucleic Acids Research . 38 (suppl_1): D234 – D236 . doi :10.1093/nar/gkp874. ISSN 0305-1048. PMC 2808884. PMID 19846593 .
- ^ Roberts, Richard J.; Vincze, Tamas; Posfai, Janos; Macelis, Dana (2014-11-05). 「REBASE—DNA制限酵素・修飾データベース：酵素、遺伝子、ゲノム」. Nucleic Acids Research . 43 (D1): D298 – D299 . doi :10.1093/nar/gku1046. ISSN 1362-4962. PMC 4383893. PMID 25378308 .
- ^ Koulouras, Grigorios; Frith, Martin C (2021-04-06). 「ゲノムとプロテオームにおける重要な配列の非存在」. Nucleic Acids Research . 49 (6): 3139– 3155. doi : 10.1093/nar/gkab139 . ISSN 0305-1048. PMC 8034619. PMID 33693858 .
