Рестрицирующие эндонуклеазы, их основные характеристики и область применения.

Все рестрикционные эндонуклеазы (рестриктазы) бактерий узнают специфические, довольно короткие последовательности ДНК и связываются с ними. Этот процесс сопровождается разрезанием молекулы ДНК либо в самом сайте узнавания, либо в каком-то другом, что определяется типом фермента. Наряду с рестрикционной активностью бактериальный штамм обладает способностью метилировать ДНК; для этого процесса характерна такая же специфичность в отношении последовательностей ДНК, как и для рестрикции. Метилаза добавляет метильные группы к адениновым или цитозиновым остаткам в том же сайте, в котором связывается рестрикционный фермент. В результате метилирования сайт становится устойчивым к рестрикции. Следовательно, метилирование защищает ДНК от разрезания.

Различают 3 основных класса рестриктаз.

Все рестриктазы узнают на двуспиральной ДНК строго определенные последовательности, но рестриктазы 1-го класса осуществляют разрывы в произвольных точках молекулы ДНК, а рестриктазы 2-го и 3-го классов узнают и расщепляют ДНК в строго определенных точках внутри сайтов узнавания или на фиксированном от них расстоянии.Ферменты типов 1 и 3 имеют сложную субъединичную структуру и обладают двумя типами активностей - модифицирующей (метилирующей) и АТФ-зависимой эндонуклеазной.Ферменты второго класса состоят из 2 отдельных белков: рестрицирующей эндонуклеазы и модифицирующей метилазы, поэтому в генной инженерии используются исключительно ферменты 2-го класса. Они нуждаются в ионах магния в качестве кофакторов. Рестриктазы, наряду с их значимостью для научных экспериментов, имеют огромное практическое значение, поскольку являются незаменимым инструментом молекулярных генетиков при выполнении диагностических исследований. Благодаря своим свойствам, каждая рестриктаза узнает свой строго специфичный сайт.   В медицинской генодиагностике эндонуклеазы рестрикции часто используются для гидролиза продуктов полимеразной цепной реакции (ПЦР).   Кроме того, немаловажным областью применения рестриктаз является клонирование. Крупные молекулы геномных ДНК фрагментируются различными рестриктазами и, благодаря образованию липких концов, могут быть встроены в небольшие молекулы-вектора с комплементарными липкими концами. Таким образом получают геномные библиотеки, которые могут быть использованы в различных целях.