制限酵素はどのように使用されますか？

制限酵素は、細菌によって自然に生成されます。彼らの発見以来、彼らは遺伝子工学に基本的な役割を果たしてきました。 これらの酵素は、DNAの二重らせんの特定の場所で認識および切断され、遺伝子療法や医薬品生産などの分野での進歩を可能にしました。

1. 定義

   • 制限酵素は、制限エンドヌクレアーゼのより一般的な名前です。 制限酵素は、細菌細胞に見られるタンパク質であり、特定の短いDNA（デオキシリボ核酸）配列を認識し、その場所の二重らせん鎖を切り抜けます。これらの切断酵素は、ジュネーブ大学のスイスの生化学者であるヴェルナー・アーバーによって最初に調査されました。これらの酵素の発見は、組換えDNA技術（異なる種のDNAの組み合わせを含む）と遺伝子療法の進歩において重要でした。

   タイプ

   • 何千もの異なる制限酵素があり、それぞれがそれが発生した細菌にちなんで名付けられています。これらの酵素は、通常4〜7つのベースユニットの長さの数百のユニークなDNA配列を認識してカットします。 科学者は、目的の結果に基づいて使用する特定の制限酵素を選択します。

   作用方法

   • 制限酵素は、DNAの塩基対の特定のシーケンスを標的とすることにより機能します。 DNAには、組み合わせた4つのヌクレオチド塩基があります。アデニンはチミンとペアになり、シトシンはグアニンとペアになります。 制限酵素により、DNAの両方の鎖がバラバラになり、多くの場合、不気味な塩基、または粘着性の端が突き出ているDNA分子が生じます。 これらの粘着性の端は、DNAがまったく異なる種からであっても、同じ制限酵素で切断された相補的なDNA塩基ペアと一緒に結合できます。

   を使用します

   • 遺伝子が機能するためには、単に細胞に直接挿入することはできません。 まず、科学者は制限酵素を使用して、使用したい遺伝子をスプライスするか、切り取る必要があります。 同じ制限酵素を使用して、DNAを供給する宿主細胞またはベクターでDNAを開くために使用されます。 ベクターは細菌またはウイルス性にすることができます。 目標が大量の目的の遺伝子を生成することである場合、通常、細菌細胞が使用されます。 遺伝子治療の目標がある場合、新しい遺伝物質を統合するために細胞の特定の部分に感染する可能性のある修正ウイルス細胞が使用されます。

   利点

   • 制限酵素の発見により、遺伝子治療と医薬品の科学的進歩のための扉が開かれました。 1982年、遺伝子操作された細菌で産生されたヒトインスリンは、米国食品医薬品局が商業用に承認した最初の組換え製品でした。一部の科学者は、遺伝子治療が最終的に癌、心臓病、エイズ、嚢胞性線維症などの疾患の治療につながることを望んでいます。