什么是核酸內(nèi)切酶

核酸內(nèi)切酶是一類在中間切割核酸的水解酶。 核酸內(nèi)切酶的作用可能產(chǎn)生兩個或多個核酸片段。 核酸內(nèi)切酶能夠作用于 DNA 和 RNA。 一些核酸內(nèi)切酶如脫氧核糖核酸酶 (DNases) 的切割是非特異性的。 然而，許多核酸內(nèi)切酶以特定方式切割靶核苷酸序列。 這些類型的特定核酸內(nèi)切酶稱為限制性核酸內(nèi)切酶。 它們能夠識別核酸鏈的特定序列。 因此，這些限制性核酸內(nèi)切酶在作用于核酸掃描特定核苷酸序列之前經(jīng)歷滯后期。 這個特定的核苷酸序列稱為限制位點(diǎn)。

圖1.Hind III 的動作

典型的限制位點(diǎn)是四到六個核苷酸的回文序列。 許多限制性核酸內(nèi)切酶切割 DNA 鏈，留下稱為粘性末端的單鏈末端。 在基因工程中，這些類型的限制性核酸內(nèi)切酶被廣泛用于通過將不同的所需 DNA 鏈連接在一起來產(chǎn)生重組 DNA。 高等生物中的 DNA 甲基化阻止核酸內(nèi)切酶對其基因組的作用。 然而，原核DNA缺乏甲基化。 因此，真核宿主內(nèi)的原核 DNA 可以很容易地成為切割的目標(biāo)。 在限制性核酸內(nèi)切酶 Hind III 的作用下形成粘性末端如圖 1 所示。

什么是核酸外切酶

核酸外切酶是一種在其末端切割核酸鏈的水解酶。 核酸外切酶通過水解 3' 或 5' 端的磷酸二酯鍵，從核酸鏈中一個一個地去除核苷酸。 在原核生物和真核生物中都可以鑒定出三種類型的核酸外切酶。 它們是 5' 到 3' 外切核酸酶、3' 到 5' 外切核酸酶和 poly (A) 特異性 3' 到 5' 外切核酸酶。 所有三種類型都在 mRNA 周轉(zhuǎn)中起作用。 大腸桿菌 DNA 聚合酶 III 在原核 DNA 復(fù)制過程中催化核苷酸添加到生長鏈，在其 ε 亞基中具有 3' 至 5' 核酸外切酶活性。 ε 亞基從生長鏈的末端移除錯配的核苷酸。

圖2.DNA 聚合酶 I 的 3' 至 5' 核酸外切酶結(jié)構(gòu)域

DNA 聚合酶 III 的 3' 到 5' 核酸外切酶活性稱為該酶的校對活性。 DNA 聚合酶 I 具有 5' 到 3' 外切核酸酶活性以及 3' 到 5' 外切核酸酶活性。 5' 至 3' 外切核酸酶活性一次最多可去除十個核苷酸。 核酸外切酶在 DNA 校對、DNA 修復(fù)和 DNA 穩(wěn)定中起著至關(guān)重要的作用。 DNA 聚合酶 I 的 3' 至 5' 核酸外切酶結(jié)構(gòu)域如圖 2 所示。