انت هنا الان : شبكة جامعة بابل > موقع الكلية > نظام التعليم الالكتروني > مشاهدة المحاضرة

الانزيمات القاطعة Restriction Enzymes :

Share |
الكلية كلية العلوم     القسم قسم علوم الحياة     المرحلة 4
أستاذ المادة حسين عليوي مطلب الدهموشي       08/04/2017 19:10:29
الانزيمات القاطعة Restriction Enzymes :
تعرف أيضا بالمقص الجزيئي (Molecular Scissors) وهي الانزيمات التي لها القابلية على قطع جزئية الدنا في موقع محدد من النيوكليوتيدات يسمى بموقع التميز Recognition site وقد يقطع عند نفس الموقع او بعيدا عنه ويعرف موقع القطع بـCleave or restriction site . وتوجد 3-5 انواع منها تختلف بالتركيب وموقع القطع ونوع القطع الذي تحدثه.
اكتشفت الانزيمات القاطعة في خمسينيات القرن المنصرم 1950 بواسطة Salvador Luria and Giuseppe Bertani من خلال دراستهم على عاثيات البكتيريا نوع لأمدا ? phage حيث لاحظوا ان هذا العاثي يصيب احد سلالات بكتريا الاشريشيا القولونية ويتكاثر بحرية في حين تقل نسبة الاصابه من نفس بها العاثي لسلالات اخرى بكتريا الاشريشيا القولونية وفيما بعد فسر هذا على أساس ان قلة الاصابه ناتجة من ان الاشريشيا القولونية قليلة الاصابه تنتج أنزيمات قاطعه تقوم بقطع وتدمير المادة الوراثية للفيروس لكن ما السبب في عدم قطع وتدمير دنا الاشريشيا القولونية نفسها ؟

ان السبب في ان دنا البكتريا المنتجة للإنزيم القاطع لايتأثر بهذا الأنزيم التي تنتجه هو لوجود نظام حماية لدنا البكتريا المنتجة وهو عبارة عن انزيم يقوم باضافة مجموعة مثيل عند قاعدة الأدنين ويسمى هذا الإنزيم بـ DNA methyletransferease وعند دمج هذين النظامين ينتج نظام جديد متناسق سمي بنظام القطع والتحوير restriction-modification system وان الغرض الأساسي من هذا النظام هو لحماية المادة الوراثية للبكتريا التي يوجد فيها من المادة الوراثية الدخيلة والغريبة ومن الجدير بالذكر ان هذا النظام يوجد في كل من Eubacteria and Archea.
على الرغم من وجود هذا النظام إلا انه بعض العاثيات البكتيرية تكون مقاومة لفعل الكثير من الانزيمات القاطعة؟ ويعود السبب الى انه بعض العاثيات تحتوي على بعض الأنظمة المشابه لـ restriction-modification system ومثالها hydroxymethyltransferases or glucosylases والتي تمكنها من المقاومة.
انواع الانزيمات القاطعة :
ان أول انزيم قاطع تم اكتشافه كانت في عام 1970 من قبل Hamilton O. Smith, Thomas Kelly and Kent Wilcox وهو انزيم HindIIالذي تم عزله من بكتريا Haemophilus influenzae وبصوره عامه تقسم الانزيمات القاطعة الى عدة انواع بالاعتماد على:
1- عدد الوحدات الثانوية المكونة للإنزيم subunits
2- العوامل المساعدة cofactors
3- ميكانيكية عمل الإنزيم
4- موقع التمييز Recognition site
5- موقع القطع cleavage or restriction site
6- موقع اضافة المثيل
7- الوزن الجزيئي
Character Type I Type II Type III
Nature of the enzyme single multifunctional enzyme Endonuclease and methylase single multifunctional enzyme
Molecular weight 450kDa 20-30kDa 200kDa
Protein conformation 3 different subunits 2 proteins 2 different subunits
Cofactors Ado-met, ATP, Mg2+ Mg2+ Ado-met, Mg2+, ATP
Cleavage site 1000bp from recognition site Within recognition site 24-26bp to 3 recognition site
Site of methylation Recognition site Recognition site Recognition site
Ado-met = S-Adenosyl methionine

تسمية الانزيمات القاطعة :
يتكون اسم الإنزيم القاطع من:
1- الحرف الأول للجنس البكتيري ويكتب بالحرف الكبير ومائل
2- الحرفين الأولين للنوع ويكتبان بالحرف الصغير ويكونان أيضا مائلين
3- الحرف الاول من اسم السلاله ويكتب بالحرف الكبير عادي (غير مائل)
4- رقم ويمثل ترتيب السلاله ضمن الاكتشاف
ويمثل الجدول التالي مثالا واضحا على التسمية:
Derivation of the EcoRI name
Abbreviation Meaning Description
E Escherichia genus
co coli species
R RY13 strain
I First identified order of identification
in the bacterium
















تتم عملية المثيلة بنقل مجموعة مثيل من S-Adenosyl methionine الى ذرة النتروجين السادسة ضمن الأدنين الموجود ضمن التسلسل GATC وتتم هذه العملية بواسطة انزيم المثيليز المشفر بواسطة الجين Dam اما المثيليز المشفر بواسطة الجين Dcm فانه يقوم باضافة مجموعة المثيل الى ذرة الكاربون الخامسة ضمن السايتوسين الموجود ضمن التسلسل CCTGG

موقع التمييز Recognition site :
تختلف مواقع التميز في عدد قواعدها وتسلسلاتها من انزيم لأخر فمثلا انزيم EcoRI يميز التسلسل ذو الست قواعد بينما NotI يميز موقع ذو ثمان قواعد وكما موضح ادناه :

هنالك اكثر من انزيم لها نفس موقع التمييز وتسمى بـ isoschizomers ومثالها SphI و BbuI




هنالك انزيم يميز موقع يحتوي على موقع تميز لانزيم اخر (موقع داخل موقع) ومثالها انزيم BamHI الذي يحتوي في موقعه على موقع قطع لانزيم Sau3AI


يتصف موقع التمييز بأنه ذو تسلسل متناوب Palindromic sequences ويقصد انها تقرا بنفس القراءة في كلا الاتجاهين

أنماط القطع Cleavage Pattern :
هنالك ثلاث أنماط من القطع هي :
1- النهايات العمياء Blunt ends : تنتج من القطع عند نفس الموقع في كلا الشريطين كما في SmaI
2- النهايات اللاصقه Sticky ends : وتنتج عندما يقطع الإنزيم الشريطين بصوره غير متناظرة مخلفا بذلك قطعة قصيره معلقة عند الطرف 5 او عند الطرف 3 وبذلك يكون على نوعين:
• 5’ overhangs كما في القطع الذي يحدثه الأنزيم EcoRI
• 3’ overhangs كما في القطع الذي يحدثه الأنزيم KpnI


















المادة المعروضة اعلاه هي مدخل الى المحاضرة المرفوعة بواسطة استاذ(ة) المادة . وقد تبدو لك غير متكاملة . حيث يضع استاذ المادة في بعض الاحيان فقط الجزء الاول من المحاضرة من اجل الاطلاع على ما ستقوم بتحميله لاحقا . في نظام التعليم الالكتروني نوفر هذه الخدمة لكي نبقيك على اطلاع حول محتوى الملف الذي ستقوم بتحميله .
الرجوع الىلوحة التحكم