מהם אנזימי הגבלה ולמה קוראים להם ככה?

אנזימי רסטריקציה, BamHI, EcoRI מהם ולמה זה טוב

מהם אנזימי הגבלה ולמה קוראים להם ככה?

אנזימי הגבלה (Rstriction enzymes) הם אנזימים שחותכים DNA (נוקלאזות). במקור בודדו אותם מחיידקים והם מהווים אמצעי הגנה כנגד וירוסים שתוקפים חיידקים (בקטריופאג'ים). כל אנזים ההגבלה מזהה רצף מסויים של DNA וחותך אותו. אנזימים רבים רגישים לשינויים ב-DNA ולכן לא יחתכו את הרצף החיידקי אלא רק את הרצף של הוירוס. אז שמם ניתן להם כי הם מגבילים את ריבוי הוירוסים.

איזה אנזימי הגבלה יש?

יש מאות אנזימים אבל ניתן כאן כמה דוגמאות:

האנזים EcoRI מזהה את הרצף GAATTC וחותך אותו בין ה-G ל-A הראשון. שימו-לב שהגדיל המשלים לרצף יתן רצף זהה ולכן נקבל חיתוך של שני גדילי ה-DNA.

רצף כזה ניקרא רצף פלינדרומי.

שם האנזים EcoRI נובע מהחיידק ממנו בודד - Escherichia coli  או בקיצור Ecoli ולעינייננו אי קולי אנזים הגבלה מספר 1. 

האנזים BamHI בודד מהחיידק Bacillus amyloliquefaciens וגם כאן ההיגיון בשם זהה. BamHI מזהה את הרצף GGATCC שגם הוא רצף פלינדרומי.

האם יש אנזימים שמזהים רצפים לא פלינדרומים?

האנזים FokI שבודד מהחיידק Flavobacterium okeanokoites מזהה את הרצף GGATG ולכן לא מדובר על רצף פלינדרומי. מעבר לכך, אם שני האנזימים הקודמים חתכו את הרצף אותו הם מזהים, FokI חותך ליד הרצף.

למה אנו משתמשים באנזימי הגבלה?

משתמשים באנזימי הגבלה לדיאגנוסטיקה ובהנדסה גנטית.

דיאגנוסטיקה

לפניכם תמונה של אוכלוסיית חיידקים, או יותר נכון של ה-DNA של כל חיידק חתוך באנזים AvrII, זהו אנזים נדיר יחסית ולכן הוא חותך את הגנום החיידקים בניסוי בין 10ל-15 פעמים דבר שמאפשר לנו לראות מי קרוב מישפחה של מי וכמה הם קרובים.

הנדסה גנטית

כאן אנו יכולים לחתוך חתיכות DNA עם אותו אנזים ואז לחבר בניהן לדוגמא

אפשרות נוספת היא שיטה שנקראת גולדן גייט. בשיטה זו מחברים מספר גדול של חתיכות DNA בו זמנית. השיטה מבוססת על חיתוך בעזרת אנזימים שחותכים מחוץ לאתר הזיהוי שלהם כך שכל חתיכות ה-DNA נחתכות יחד ע"י אותו אנזים אך לכל מקטע DNA יש קצוות שונים כך שאנו יכולים לדאוג לכך שהם יתחברו בסדר הנכון.

שימו לב כי בשיטה זו אנו מאבדים את אתר הזיהוי של האנזים והוא לא קיים בתוצר הסופי.