הבדל בין סוג I וסוג II Restriction Enzyme

2024 מְחַבֵּר: Alex Aldridge | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 13:39

הבדל מפתח – אנזים הגבלה מסוג I לעומת סוג II

לאנזים הגבלה, המכונה בדרך כלל אנדונוקלאז של הגבלה, יש את היכולת לפצל מולקולות DNA לשברים קטנים. תהליך ביקוע זה מתרחש ליד או באתר זיהוי מיוחד של מולקולת ה-DNA הנקרא אתר הגבלה. אתר זיהוי מורכב בדרך כלל מ-4-8 זוגות בסיסים. בהתאם לאתר המחשוף, אנזימי הגבלה יכולים להיות מארבעה סוגים שונים; סוג I, Type II, Type III ו-Type IV. בנוסף לאתר הביקוע, נלקחים בחשבון גורמים כמו הרכב, הדרישה לגורמים משותפים ומצב רצף המטרה כאשר מבדילים אנזימי הגבלה לארבע קבוצות.במהלך הביקוע של מולקולת ה-DNA, אתר הביקוע יכול להיות באתר ההגבלה עצמו או במרחק מאתר ההגבלה. במהלך תהליך הביקוע של ה-DNA, אנזימי ההגבלה יוצרים שני חתכים דרך כל אחד מעמודי השדרה של הסוכר הפוספט בסליל הכפול של ה-DNA. אנזימי הגבלה נמצאים בעיקר ב- Achaea ובחיידקים. הם מנצלים את האנזימים האלה כמנגנון הגנה מפני הנגיפים הפולשים. אנזימי ההגבלה מבקעים את ה-DNA הזר (הפתוגני), אך לא את ה-DNA שלו. ה-DNA שלו מוגן על ידי אנזים המכונה methyltransferase אשר מבצע שינויים ב-DNA המארח ומונע ביקוע. לאנזים הגבלה מסוג I יש אתר ביקוע הרחק מאתר הזיהוי. אנזימי הגבלה מסוג II מתפצלים בתוך אתר הזיהוי עצמו או במרחק קרוב יותר אליו. זהו ההבדל העיקרי בין אנזים הגבלה מסוג I וסוג II.

מהו אנזים הגבלה מסוג I?

אנזימי הגבלה מסוג I הם חלבונים פנטאמריים המורכבים משלוש תת-יחידות מרובות: תת-יחידת הגבלה, תת-יחידת מתילציה ותת-יחידה לזיהוי רצף DNA.יחידות משנה אלו אינן זהות. הם זוהו בתחילה בשתי צורות שונות של Escherichia coli. אתר הביקוע של אנזימי הגבלה אלה קיים בנקודות אקראיות שונות, בדרך כלל במרחק של 1000 זוגות בסיסים מאתר הזיהוי. אנזימי הגבלה אלו דורשים ATP, Mg^{2+ ו-S-adenosyl-L-methionine להפעלתו. לאנזימי הגבלה מסוג I יש גם מתילאז וגם פעילות הגבלה. חיידקים משתמשים באנזימי הגבלה כמנגנון הגנה תאי מפני נגיפים פולשים. אנזימי הגבלה מבקעים DNA ויראלי ומשמידים אותם. אבל על מנת למנוע את הביקוע של ה-DNA המארח שלו עצמו, אנזים הגבלה מסוג I מספק הגנת מתילציה. זה משנה את ה-DNA המארח ומונע מחשוף. למרות שאנזימי ההגבלה הללו חשובים מבחינה ביוכימית, אין בהם שימוש נרחב מכיוון שהם אינם מספקים שברי הגבלה נפרדים או דפוסי קשירת ג'ל.}

מהם אנזימים להגבלה מסוג II?

אנזימי הגבלה מסוג II מכילים שתי יחידות משנה זהות בתוך המבנה שלהן.הומודימרים נוצרים על ידי אנזימי הגבלה מסוג II עם אתרי הזיהוי. אתרי הזיהוי הם בדרך כלל פלינדרום ואינם מחולקים. יש לו אורך של 4-8 זוגות בסיסים. שלא כמו סוג I, אתר המחשוף של אנזים הגבלה מסוג II קיים באתר הזיהוי או נמצא במרחק קרוב לאתר הזיהוי.

איור 02: אנזימים להגבלה מסוג II

אנזימי ההגבלה הללו הם בעלי משמעות ביוכימית וזמינים מסחרית נרחבת. להפעלתו, הוא דורש רק Mg^{2+ אין לו פעילות מתילציה והוא מספק רק את הפונקציה של פעילות הגבלה. אנזימי הגבלה אלו נקשרים למולקולות ה-DNA כהומודימרים ויש להם את היכולת לזהות רצפי DNA סימטריים כמו גם רצפים א-סימטריים.}

מהם הדמיון בין אנזימי הגבלה מסוג I ו- Type II?

אנזימים הגבלה מסוג I ו-Type II הם סוגים של אנזימים הם אנדונוקלאזים של הגבלה המעורבים בביקוע של מולקולות DNA לשברים קטנים יותר.
שניהם שימושיים בטכניקות ביולוגיות מולקולריות.

מה ההבדל בין אנזים הגבלה מסוג I ו- Type II?

אנזים הגבלה מסוג I לעומת סוג II
אנזים הגבלה מסוג I הוא אנזים הגבלה של DNA שמבקע DNA באתרים אקראיים רחוקים מאתר הזיהוי שלו.	אנזים הגבלה מסוג II הוא אנזים הגבלה של DNA שמבקע DNA במיקומים מוגדרים קרוב לאתר הזיהוי או בתוכו.
Composition
אנזים הגבלה מסוג I הוא אנזים מורכב המורכב משלוש (03) תת-יחידות לא זהות.	אנזים הגבלה מסוג II הוא אנזים פשוט המורכב משתי יחידות משנה זהות.
משקל מולקולרי
אנזים הגבלה מסוג I שוקל 400,000 דלטון.	לאנזים הגבלה מסוג II יש טווח משקל של 20,000 - 100,000 דלטון.
רצף המחשוף
רצף המחשוף אינו ספציפי באנזים הגבלה מסוג I.	לאנזים הגבלה מסוג II יש רצף ספציפי של ביקוע.
אתר המחשוף
אתר המחשוף נמצא במרחק של 1000 נוקלאוטידים מאתר הזיהוי באנזימי הגבלה מסוג I.	אתר המחשוף קיים באתר הזיהוי או במרחק קצר מאתר הזיהוי באנזים הגבלה מסוג II.
Cofactors for Activation
אנזים הגבלה מסוג I דורש ATP, Mg^{2+ ו-S-adenosyl-L-methionine להפעלתו.}	רק Mg2+ נדרש להפעלת אנזים הגבלה מסוג II.
פעילות מתילציה
האנזים מסוג I מספק הגנה ל-DNA על ידי מתילציה.	אין פעילות מתילציה באנזימי הגבלה מסוג II.
פעילות האנזים
אנזים הגבלה מסוג I מספק גם אנדונוקלאז (הגבלה) וגם פעילויות מתילציה.	אנזים הגבלה מסוג II מספק רק פעילות הגבלה.
דוגמאות
EcoK, EcoB	Hind II, EcoRI

סיכום – אנזים הגבלה מסוג I לעומת סוג II

אנזימי הגבלה מכונים מספריים ביולוגיים אשר מבקעים מולקולות DNA לחומרים קטנים יותר. אנזימי הגבלה מובחנים ל-04 קטגוריות שונות לפי מיקום אתר המחשוף ביחס לאתר הזיהוי, גורמי שיתוף הקיימים, הרכב ומצב רצף המטרה. לצורך הפעלתו, אנזימי הגבלה מסוג I דורשים ATP, Mg²⁺, ו-S-adenosyl-L-methionine. אתר הביקוע של אנזים הגבלה מסוג I קיים בדרך כלל במרחק של 1000 זוגות בסיסים מאתר הזיהוי ומספק את הגנת המתילאז ל-DNA. אנזימי הגבלות מסוג II דורשים רק Mg^{2+להפעלתו. אתר המחשוף נמצא באתר הזיהוי או קרוב אליו.אין לו פעילות מתילציה והוא זמין מסחרית נרחבת. זה ההבדל בין אנזים הגבלה מסוג I לאנזים הגבלה מסוג II.}