Restrictie-endonucleasen zijn specifieke enzymen die dubbelstrengig DNA (dsDNA) knippen. Ze staan ook bekend als moleculaire schaar in de moleculaire biologie. Restrictie-enzymen kunnen specifieke korte sequenties van het dsDNA herkennen die bekend staan als herkenningsplaatsen en fosfodiester- en waterstofbindingen splitsen om dubbele strengen te openen. Als resultaat van splitsing door deze enzymen worden DNA-fragmenten geproduceerd met verschillende soorten uiteinden zoals kleverige uiteinden en stompe uiteinden. DNA-ligase is een enzym dat in de moleculaire biologie wordt gebruikt om twee aangrenzende strengen DNA te verbinden door nieuwe bindingen te vormen. De stap staat bekend als ligatie en volgens het type van het DNA-uiteinde geligeerd, kunnen ze worden aangeduid als stompe eindligatie en klevende eindligatie. Het belangrijkste verschil tussen stompe en plakkerige eindligatie is dat botligging vindt plaats tussen DNA-fragmenten die twee stompe uiteinden bevatten terwijl plakkerige ligatie vindt plaats tussen 5 'en 3' overhangen. In vergelijking met stompe eindligatie is klevende eindligatie efficiënter en stabieler.
INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is Blunt End Ligation
3. Wat is Sticky End Ligation
4. Vergelijking zij aan zij - Blunt versus klevende eindligatie
5. Samenvatting
Sommige restrictie-endonucleasen kunnen het DNA aan de tegenovergestelde basen knippen en stompe uiteinden van DNA-fragmenten produceren. Deze enzymen staan bekend als stompeindmessen; ze splijten recht naar het midden van de restrictieplaats zonder enkelstrengige overhangende bases te verlaten. Blunt uiteinden zijn ook bekend als niet-overhangende uiteinden omdat ze geen 3 'en 5' overhangende bases aan de uiteinden hebben. Beide strengen eindigen in baseparen in stompe uiteinden. Gemeenschappelijke botteind snijdende enzymen zijn EcoRV HaeIII, AluI en Smal.
Blunt-end ligatie is betrokken tussen twee stompe uiteinden. Het is geen ligatie van uitstekende bases. Deze ligatie is minder efficiënt dan plakkerige eindligatie. In enkele gevallen wordt stompe eindligatie voordeliger dan klevende eindligatie, in het bijzonder bij het ligeren van PCR-producten. PCR-producten worden altijd geproduceerd met stompe uiteinden. Blinde eindligatie vereist geen complementaire uiteinden in het DNA voor de ligatie.
Figuur 01: Productie van botte uiteinden door Eco RV-enzym
Sommige restrictie-endonucleasen zijn in staat om dsDNA te knippen, waarbij een overhangend stuk enkelstrengig DNA aan het einde achterblijft. Deze uiteinden staan bekend als kleverige of overhangende uiteinden. Plakkeindligatie treedt op tussen twee DNA-fragmenten die overeenkomstige overhangen bevatten omdat kleverige uiteinden bezeten zijn met ongepaarde basen en complementaire basen vereisen om bindingen te vormen. Daarom is het noodzakelijk om hetzelfde restrictie-enzym te gebruiken voor beide bronnen van DNA om de bijpassende ligerende fragmenten te produceren.
Kleverige eindligatie is efficiënter en is vaak zeer gewenst in kloneringsprocessen. Er zijn verschillende restrictie-enzymen die kleverige uiteinden produceren. Ze zijn EcoRI, BamHI, HindIII, enz.
Figuur 02: Plakkerige productie door Eco RI-enzym
Blunt vs Sticky End Ligation | |
Blunt-eindligatie treedt op tussen twee stompe uiteinden van DNA-fragmenten. | Plakkeindligatie vindt plaats tussen twee overeenkomende DNA-fragmenten met kleverige uiteinden. |
enzymen | |
Bluntseindsnijders produceren stompe uiteinden. | Kleverige eindmessen produceren kleverige of samenhangende uiteinden. |
Vereiste van Matching Ends | |
Het vereist geen overeenkomende fragmenten of complementaire basen. | Het vereist complementaire basen aan de uiteinden om baseparen te vormen. |
rendement | |
Het is minder efficiënt dan plakkerige eindligatie | Het is efficiënter dan stompe eindligatie. |
Restrictie-endonucleasen zijn in staat om dsDNA te splitsen en DNA-fragmenten met verschillende uiteinden te produceren. Ze herkennen specifieke sequenties en beperken het DNA door kleverige en stompe uiteinden te creëren. Kleverige uiteinden hebben ongepaarde bases aan het einde van de fragmenten. Blunt eindigt wordt gemaakt door een rechte splitsing en ze hebben basenparen aan de uiteinden. Klevende eindligatie vereist twee complementaire enkelstrengige DNA-stukken. Blunt-eindligatie treedt op tussen elke twee stompe uiteindenfragmenten. Dit is het verschil tussen stompe en plakkerige ligatie.
Referenties:
1. Roberts, Richard J. "Hoe restrictie-enzymen de werkpaarden werden van de moleculaire biologie." Proceedings van de National Academy of Sciences. National Acad Sciences, n.d. Web. 12 april 2017
2. Adnan, Amna. Gebruik van restrictie-enzymen in de biotechnologie. N.p., n.d. Web. 12 april 2017
Afbeelding met dank aan:
1. "EcoRV Restriction Site.rsh" door Ramin Herati - Created with Inkscape (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Restrictie-enzym Eco RI" door Tinastella - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia