制限フラグメント

制限断片は、制限酵素（制限エンドヌクレアーゼ）による DNA 鎖の切断によって生じるDNA断片であり、このプロセスは制限と呼ばれます。 ^[1]各制限酵素は高度に特異的で、特定の短い DNA 配列、つまり制限部位を認識し、この部位内の特定のポイントで両方の DNA 鎖を切断します。ほとんどの制限部位は回文構造（各鎖の 5' から 3' 方向に読み取ったときに両方の鎖のヌクレオチド配列が同じ）であり、4 から 8ヌクレオチドの長さです。長い DNA 分子ではこれらの配列が偶然繰り返されるため、1 つの制限酵素によって多くの切断が行われ、一連の制限断片が生成されます。特定の DNA 分子は、同じ制限酵素にさらされると常に同じ一連の制限断片を生成します。制限断片は、ゲル電気泳動などの技術を使用して分析したり、組み換え DNA技術で使用したりできます。^[2]

組み換え DNA 技術では、特定の遺伝子を分離し、糖リン酸骨格を異なるポイントで切断する (対称性を維持) 特定の制限エンドヌクレアーゼが使用され、その結果、二本鎖制限断片は一本鎖末端を持つようになります。これらの短い延長部分は粘着末端と呼ばれ、同じ酵素で切断された他の DNA (細菌プラスミドなど) の相補的な粘着末端と水素結合塩基対を形成できます。

アガロースゲル電気泳動では、制限断片は元の DNA 分子と使用された制限酵素に特徴的なバンドパターンを生成します。たとえば、ウイルスやプラスミドの比較的小さな DNA 分子は、制限断片パターンによって簡単に識別できます。2 つの異なる対立遺伝子のヌクレオチドの違いが特定の制限酵素の制限部位内で発生する場合、その特定の遺伝子に対して異なる対立遺伝子を持つ個体の DNA セグメントをその酵素で消化すると、異なる断片が生成され、ゲル電気泳動でそれぞれ異なるバンドパターンが生成されます。