关于限制酶特异性的几个问题的分析，本文主要内容关键词为：特异性论文,几个问题论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
关于限制性核酸内切酶（简称限制酶）的功能问题，是近几年高考的热点问题，也是难点问题。限制酶可分为3种，即I型、Ⅱ型、Ⅲ型酶。所有的限制酶都具有共同的特性，如它们只切割双链DNA分子，不切割单链DNA；每种酶有其特定的核苷酸序列识别特异性等。其中Ⅱ型酶在基因工程中应用最广泛，所以限制酶一般指的是Ⅱ型酶。
限制酶的作用是能够识别双链DNA分子中某种特定的核苷酸序列，识别序列一般为4～6个碱基，也有8个碱基的。切割位点的DNA的2条单链上识别序列从5＇端阅读时是完全一样的，这种结构叫做“回文”结构。每一种限制酶都有自己特定的作用位点，在特定的位点上把DNA切开。切割位点通常位于识别序列之内，切割使每一条链中特定部位的2个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。限制酶在切割DNA片段时，有些酶在2条识别序列的中间切割，形成所谓的齐头末尾（又叫平末端）。但大多数限制酶都交错切割识别位点，形成一条单链尾巴，这种结构叫做黏性末端。利用黏性末端可以特异性地将两条来源不同的DNA片段连接在一起，因为2条单链尾巴可以通过碱基互补配对及DNA连接酶的作用粘连在一起（前提是黏性末端的碱基可以完全互补配对）。
众所周知，限制酶具有特异性，但是关于限制酶的特异性，常会有以下几个疑问：
（1）一种限制酶只能识别一种碱基序列吗？
一种限制酶通常只识别一种特定的碱基序列，但是有少数限制酶却可以识别不止一种碱基序列。如：Acc I识别的序列是-GT↓MKAC-（其中M代表A或C，K代表G或T），也就是说可识别4种序列（即-GTATAC-、-GTAGAC-、-GTCTAC-、-GTCGAC-）。HindⅡ能够识别的序列是-GTY↓RAC-（其中Y代表C或T，R代表A或C），也可以识别多种碱基序列。因此，并不是所有的限制酶都只能识别一种特定的碱基序列。
（2）不同限制酶识别的碱基序列都不同吗？（或一种特定的碱基序列只能被一种限制酶识别吗？）
已知发现的限制酶种类要远超过能够识别的碱基序列，这是因为在很多情况下不同限制酶可以识别同一碱基序列，即存在“同裂酶”（或“同切点酶”、“异源同工酶”）。
虽然不同酶识别的碱基序列相同，但它们的切割位点可能不同。常见的有以下2种情况：
①同序同切酶：不同的限制酶识别的碱基序列和切割位置都相同，如HindⅡ与HincⅡ均识别切割位点-GTY↓RAC-，HpaⅡ与HapⅡ均识别切割位点-C↓CGG-，Mob I与Sau3A I均识别切割位点-↓GATC-，AhaⅢ与Dra I均识别切割位点-TTT↓AAA-。
②同序异切酶：这些酶识别序列虽然相同，但切割位置不同，如Kpn I和Asp718 I识别的序列是相同的，均为-GGTACC-，但它们的切割位点不同，Kpn I切割的位点为-GGTAC↓C-，Asp718 I切割的位点则为-G↓GTACC-。
（3）不同限制酶切出的末端都不能相互连接吗？
因不同限制酶切出的末端往往不同，所以会有此疑问。对于这个问题，我们也可以分为几种情况进行讨论分析：
①如切出的末端是黏性末端：
同序同切酶：虽然限制酶不同，但识别的碱基序列相同，且切点也相同，它们切出的末端是可以相互连接的。
同尾酶：来源不同，识别的碱基序列也不相同，但能切割产生相同末端的限制酶叫同尾酶。所有平末端酶产生的末端均是相同的，但一般不把它作为同尾酶来研究。因此同尾酶一般是指能产生相同粘性末端的限制酶。
同尾酶中，识别序列不同的限制酶，虽然识别的碱基序列不同，但是切开的黏性末端的碱基却能够正好相互配对，在DNA连接酶的作用下能形成重组DNA分子，如：限制酶BamH I识别的碱基序列为-G↓GATCC-，限制酶BglⅡ识别的碱基序列为-A↓GATCT-，限制酶Mbo I识别的碱基序列为-↓GATC-，限制酶BamH I切开的DNA两条链的黏性末端中没有被配对的碱基是GATC-，限制酶BglⅡ和限制酶Mbo I切开的黏性末端未配对的碱基也都是GATC-。通过比较不难发现这3种限制酶切得的黏性末端是可以相互配对连接的。
类似的情况还有不少，如限制酶Sal I与Xho I，HpaⅡ与Taq I等。
②如切出的末端是平末端：
平末端与黏性末端不同，由于不存在类似于黏性末端碱基互补配对的问题，因此不同的限制酶切开的平末端在DNA连接酶的作用下可以相互连接，形成重组DNA序列。
（4）不同限制酶切开的末端如能重新连接，原有的限制酶是否还能再特异性识别并切开？
对于这个问题，还是应该分为几种情况去讨论：
①同序同切酶：虽然限制酶不同，但识别的碱基序列相同，且切点也相同，因此它们切出的末端重新连接后，又恢复到原有的碱基序列，这些序列还可以被这些同序同切酶再识别。
②同尾酶：同尾酶识别的靶序列不相同，但能切割产生相同的黏性末端，因此也可以通过碱基互补配对的形式重组。同尾酶重组后碱基序列与原有2种酶识别的碱基序列均不同，因此原有的限制酶均不再能够识别这种序列，也就不再能够重新切开。如BamH I识别的序列是-G↓GATCC-，BglⅡ识别的序列是-A↓GATCT-，而BamH I与BelⅡ切开后的片段重新连接（非自身连接）后的碱基序列是一条链是-AGATCC-，另一条链则为-GGATCT-，已经不是“回文”序列，无论是BamH I还是BglⅡ都无法再识别，所以无法再把其切开。
③平末端：同样道理，如2种限制酶切开的都是平末端，而这2种限制酶不是同序同切酶，则2种末端虽然可以重组连接，但连接后的碱基序列与原有限制酶识别的序列不同，原有的限制酶也不再能够识别。