制限部位

制限部位、または制限認識部位は、制限酵素によって認識される特定の（4〜8塩基対の長さ^[1]）ヌクレオチド配列を含むDNA分子上にあります。これらは通常、回文配列^{[2]であり（制限酵素は通常}ホモ二量体として結合するため）、特定の制限酵素は、その認識部位内またはその近くのどこかで2つのヌクレオチド間の配列を切断する場合があります。

関数

例えば、一般的な制限酵素EcoRI は回文配列 GAATTC を認識し、上鎖と下鎖の両方の G と A の間を切断します。これにより、 AATT の両端にスティッキーエンド^{[2]と呼ばれるオーバーハング (相補鎖が付いていない}DNA鎖の末端部分) が残ります。このオーバーハングは、相補的なオーバーハング (別の EcoRI 切断断片など) を持つ DNA 断片を連結するために使用できます (DNA リガーゼを参照)。

一部の制限酵素は、制限部位で DNA を切断し、突出部分を残さない（平滑末端と呼ばれる）方法を採用しています。^[2]平滑末端は、酵素が認識して相補塩基対と一致させることができる突出塩基対を持たないため、DNA リガーゼによって連結される可能性がはるかに低くなります。^[3]一方、DNA の粘着末端は、露出した未対合ヌクレオチドがあるため、DNA リガーゼの助けを借りてうまく結合する可能性が高くなります。たとえば、AATTG で終わる粘着末端は、5' および 3' DNA 鎖の両方が対合している平滑末端よりもリガーゼと結合する可能性が高くなります。この例の場合、AATTG は TTAAC の相補対を持ち、DNA リガーゼ酵素の機能性が低下します。^[4]

アプリケーション

制限部位は、制限断片長多型 ( RFLP )の特定など、分子生物学におけるさまざまな用途に使用できます。制限部位は、プラスミドを設計する際に注意すべき重要な考慮事項でもあります。

データベース

制限部位と酵素に関するデータベースはいくつか存在し、その中で最大の非商用データベースはREBASEです。^[5]^{[6]最近、ウイルスゲノム中の統計的に有意な}ヌルマー（つまり、存在が強く期待される短い欠落モチーフ）は制限部位であることが示され、ウイルスは細菌宿主への侵入を容易にするためにこれらのモチーフを排除した可能性が高いことを示しています。^[7]ヌルマーデータベースには、潜在的にまだ知られていない制限モチーフが多く含まれる可能性のある最小限の欠落モチーフの包括的なカタログが含まれています。

参照

制限酵素切断部位のリスト

参考文献

^ ラッセル、ピーター J. (2006)。iGenetics : メンデルのアプローチ。ベンジャミン・カミングス。ISBN 978-0805346664。
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[1] ラッセル、ピーター J. (2006)。iGenetics : メンデルのアプローチ。ベンジャミン・カミングス。ISBN 978-0805346664。

[Lehninger-2] Lehninger, Albert L.; Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2008).生化学の原理（第5版）。ニューヨーク、NY：WH Freeman and Company。p. 305–306。ISBN 978-0-7167-7108-1。

[3] Mousavi-Khattat, Mohammad; Rafati, Adele; Gill, Pooria (2015年2月5日). 「粘着末端を持つ折り紙ベースのナノ構造を用いたDNAナノチューブの製造」. Journal of Nanostructure in Chemistry . 5 (2): 177–183. doi : 10.1007/s40097-015-0148-z .

[4] ガオ、ソン;張、建南。天津市ミャオ族。マ、ディ。スー、イン。アン・インフェン。張清瑞（2015年3月28日）。「融合遺伝子構築のためのシンプルで便利な粘着性/平滑末端ライゲーション法」。生化学遺伝学。53 (1-3): 42-48。土井：10.1007/s10528-015-9669-x。PMID 25820211。S2CID 16709792 。

[5] Roberts, Richard J.; Vincze, Tamas; Posfai, Janos; Macelis, Dana (2009-10-21). 「REBASE—DNA 制限および修飾のためのデータベース: 酵素、遺伝子、ゲノム」。Nucleic Acids Research . 38 (suppl_1): D234–D236. doi :10.1093/nar/gkp874. ISSN 0305-1048. PMC 2808884 . PMID 19846593.

[6] Roberts, Richard J.; Vincze, Tamas; Posfai, Janos; Macelis, Dana (2014-11-05). 「REBASE—DNA 制限および修飾のためのデータベース: 酵素、遺伝子、ゲノム」。Nucleic Acids Research . 43 (D1): D298–D299. doi :10.1093/nar/gku1046. ISSN 1362-4962. PMC 4383893 . PMID 25378308.

[7] Koulouras, Grigorios; Frith, Martin C (2021-04-06). 「ゲノムとプロテオームにおける配列の有意な非存在」. Nucleic Acids Research . 49 (6): 3139–3155. doi : 10.1093/nar/gkab139 . ISSN 0305-1048. PMC 8034619. PMID 33693858 .