Kľúčový rozdiel – Reštrikčný enzým typu I a typu II
Reštrikčný enzým, bežnejšie označovaný ako restrikčná endonukleáza, má schopnosť štiepiť molekuly DNA na malé fragmenty. Tento proces štiepenia nastáva blízko alebo na špeciálnom rozpoznávacom mieste molekuly DNA nazývanom reštrikčné miesto. Rozpoznávacie miesto sa typicky skladá zo 4-8 párov báz. V závislosti od miesta štiepenia môžu byť reštrikčné enzýmy štyroch rôznych typov; Typ I, Typ II, Typ III a Typ IV. Okrem miesta štiepenia sa pri rozdeľovaní reštrikčných enzýmov do štyroch skupín berú do úvahy faktory, ako je zloženie, požiadavka kofaktorov a stav cieľovej sekvencie. Počas štiepenia molekuly DNA môže byť miesto štiepenia buď na samotnom reštrikčnom mieste, alebo vo vzdialenosti od reštrikčného miesta. Počas procesu štiepenia DNA reštrikčné enzýmy vytvoria dva rezy cez každý z cukrovofosfátových hlavných reťazcov v dvojitej špirále DNA. Reštrikčné enzýmy sa nachádzajú najmä v Acháji a baktériách. Využívajú tieto enzýmy ako obranný mechanizmus proti inváznym vírusom. Reštrikčné enzýmy štiepia cudziu (patogénnu) DNA, ale nie jej vlastnú DNA. Jeho vlastná DNA je chránená enzýmom známym ako metyltransferáza, ktorý robí modifikácie v hostiteľskej DNA a zabraňuje štiepeniu. Reštrikčný enzým typu I má miesto štiepenia, ktoré je mimo rozpoznávacieho miesta. Reštrikčné enzýmy typu II štiepia v samotnom rozpoznávacom mieste alebo v bližšej vzdialenosti od neho. Toto je kľúčový rozdiel medzi reštrikčným enzýmom typu I a typu II.
Čo je to reštrikčný enzým typu I?
Reštrikčné enzýmy typu I sú pentamérne proteíny zložené z troch viacerých podjednotiek: reštrikčnej podjednotky, metylačnej podjednotky a podjednotky rozpoznávania sekvencie DNA. Tieto podjednotky sú neidentické. Pôvodne boli identifikované v dvoch rôznych formách Escherichia coli. Miesto štiepenia týchto reštrikčných enzýmov je prítomné v rôznych náhodných bodoch, typicky vo vzdialenosti 1000 párov báz od rozpoznávacieho miesta. Tieto reštrikčné enzýmy vyžadujú na svoju aktiváciu ATP, Mg2+ a S-adenosyl-L-metionín. Reštrikčné enzýmy typu I majú metylázovú aj reštrikčnú aktivitu. Baktérie využívajú reštrikčné enzýmy ako mechanizmus bunkovej obrany pred napadnutím vírusmi. Reštrikčné enzýmy štiepia vírusovú DNA a ničia ju. Aby sa však zabránilo štiepeniu vlastnej hostiteľskej DNA, reštrikčný enzým typu I poskytuje metylačnú ochranu. To modifikuje hostiteľskú DNA a zabraňuje štiepeniu. Aj keď sú tieto reštrikčné enzýmy biochemicky dôležité, nie sú široko používané, pretože neposkytujú diskrétne reštrikčné fragmenty alebo gélové väzbové vzory.
Čo sú reštrikčné enzýmy typu II?
Reštrikčné enzýmy typu II obsahujú vo svojej štruktúre dve identické podjednotky. Homodiméry sú tvorené reštrikčnými enzýmami typu II s rozpoznávacími miestami. Rozoznávacie miesta sú typicky palindromické a sú nerozdelené. Má dĺžku 4-8 párov báz. Na rozdiel od typu I je miesto štiepenia reštrikčného enzýmu typu II prítomné v rozpoznávacom mieste alebo v tesnej vzdialenosti od rozpoznávacieho miesta.
Obrázok 02: Reštrikčné enzýmy typu II
Tieto reštrikčné enzýmy sú biochemicky významné a sú bežne komerčne dostupné. Na svoju aktiváciu potrebuje iba Mg2+ Nemá metylačnú aktivitu a poskytuje len funkciu reštrikčnej aktivity. Tieto reštrikčné enzýmy sa viažu na molekuly DNA ako homodiméry a majú schopnosť rozpoznávať symetrické sekvencie DNA, ako aj asymetrické sekvencie.
Aké sú podobnosti medzi reštrikčnými enzýmami typu I a typu II?
- Reštrikčné enzýmy typu I a typu II sú typy enzýmov, ktoré sú reštrikčné endonukleázy, ktoré sa podieľajú na štiepení molekúl DNA na menšie fragmenty.
- Obe sú užitočné v molekulárnych biologických technikách.
Aký je rozdiel medzi reštrikčným enzýmom typu I a typu II?
Reštrikčný enzým typu I vs. typu II |
|
| Reštrikčný enzým I. typu je DNA reštrikčný enzým, ktorý štiepi DNA na náhodných miestach ďaleko od jej rozpoznávacieho miesta. | Reštrikčný enzým typu II je DNA reštrikčný enzým, ktorý štiepi DNA v definovaných polohách blízko alebo v rámci rozpoznávacieho miesta. |
| Zloženie | |
| Reštrikčný enzým typu I je komplexný enzým, ktorý sa skladá z troch (03) neidentických podjednotiek. | Reštrikčný enzým typu II je jednoduchý enzým, ktorý sa skladá z dvoch rovnakých podjednotiek. |
| Molekulárna hmotnosť | |
| Reštrikčný enzým I. typu váži 400 000 d altonov. | Reštrikčný enzým typu II má rozsah hmotnosti 20 000 – 100 000 d altonov. |
| Sekvencia štiepenia | |
| Sekvencia štiepenia nie je špecifická pre reštrikčný enzým typu I. | Reštrikčný enzým typu II má špecifickú sekvenciu štiepenia. |
| Miesto štiepenia | |
| Miesto štiepenia je vzdialené 1000 nukleotidov od rozpoznávacieho miesta v reštrikčných enzýmoch typu I. | Miesto štiepenia je prítomné na rozpoznávacom mieste alebo v krátkej vzdialenosti od rozpoznávacieho miesta v reštrikčnom enzýme typu II. |
| Kofaktory pre aktiváciu | |
| Reštrikčný enzým I. typu vyžaduje na svoju aktiváciu ATP, Mg2+ a S-adenosyl-L-metionín. | Na aktiváciu reštrikčného enzýmu typu II je potrebný iba Mg2+. |
| Metylačná aktivita | |
| Enzým typu I poskytuje ochranu DNA metyláciou. | Žiadna metylačná aktivita v reštrikčných enzýmoch typu II. |
| Aktivita enzýmu | |
| Reštrikčný enzým typu I poskytuje endonukleázové (reštrikčné) aj metylačné aktivity. | Reštrikčný enzým typu II poskytuje iba reštrikčnú aktivitu. |
| Príklady | |
| EcoK, EcoB | Hind II, EcoRI |
Zhrnutie – Reštrikčný enzým typu I vs. typu II
Reštrikčné enzýmy sa označujú ako biologické nožnice, ktoré štiepia molekuly DNA na menšie látky. Reštrikčné enzýmy sú rozdelené do 04 rôznych kategórií podľa umiestnenia miesta štiepenia vzhľadom na rozpoznávacie miesto, prítomné kofaktory, zloženie a stav cieľovej sekvencie. Reštrikčné enzýmy typu I vyžadujú na svoju aktiváciu ATP, Mg2+, a S-adenosyl-L-metionín. Miesto štiepenia reštrikčného enzýmu typu I je typicky prítomné vo vzdialenosti 1000 párov báz od rozpoznávacieho miesta a poskytuje metylázovú ochranu DNA. Reštrikčné enzýmy typu II vyžadujú na svoju aktiváciu iba Mg2+. Miesto štiepenia je prítomné na rozpoznávacom mieste alebo blízko neho. Nemá metylačnú aktivitu a je bežne komerčne dostupný. Toto je rozdiel medzi reštrikčným enzýmom typu I a reštrikčným enzýmom typu II.
Stiahnuť PDF verziu reštrikčného enzýmu typu I vs. typu II
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si verziu PDF tu Rozdiel medzi reštrikčným enzýmom typu I a typu II.
