基因工程中的酶

在基因工程中提到不同种的酶,有限制性核酸内切酶,DNA酶,DNA连接酶,DNA聚合酶,RNA聚合酶,反转录酶,解旋酶等。现区分如下:

DNA酶:是水解DNA的酶,将DNA分子水解为脱氧核苷酸。是切断相邻两个核苷酸之间磷酸二酯键的酶。

DNA连接酶:是连接DN段之间的磷酸二酯键的酶。其在基因工程中的作用是把具有粘性末端的两个DN段连接起来。

DNA聚合酶:是连接DN段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的酶。主要在DNA的复制中起作用。

DNA连接酶与DNA聚合酶间的区别:

DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段末端的羟基上,形成磷酸二酯键;而DNA连接酶是在两个DN段之间催化形成磷酸二酯键。

DNA聚合酶是以一条DNA为模板,将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链;而DNA连接酶是将DNA双链上的两个切口连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。

可见,DNA酶、DNA连接酶、DNA聚合酶的共同之处是都作用于磷酸二酯键。

DNA聚合酶主要连接DN段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,在DNA复制中起做用;DNA连接酶主要是连接DN段之间的磷酸二酯键,起连接作用.在基因工程中起作用,同时DNA连接酶在DNA复制中也起作用,比如岗琦片段的连接!

几种酶的比较:

限制性核酸内切酶(以下简称限制酶):限制酶主要存在于微生物(细菌、霉菌等)中。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的切点上切割DNA分子。是特异性地切断DNA链中磷酸二酯键的核酸酶(“分子手术刀”)。发现于原核生物体内,现已分离出100多种,几乎所有的原核生物都含有这种酶。是重组DNA技术和基因诊断中重要的一类工具酶。例如,从大肠杆菌中发现的一种限制酶只能识别GAATTC序列,并在G和A之间将这段序列切开。目前已经发现了200多种限制酶,它们的切点各不相同。苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因,就能被某种限制酶切割下来。在基因工程中起作用。

DNA连接酶:主要是连接DN段之间的磷酸二酯键,起连接作用,在基因工程中起作用。 DNA连接酶是1967年在三个实验室同时发现的。它是一种封闭DNA链上缺口酶,借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA链的5’- PO4与另一DNA链的3’- OH生成磷酸二酯键。但这两条链必须是与同一条互补链配对结合的(T4DNA连接酶除外),而且必须是两条紧邻DNA链才能被DNA连接酶催化成磷酸二酯键。

1 一般性质:大肠杆菌的DNA连接酶是一条分子量为75KD的多肽链。对胰蛋白酶敏感,可被其水解。水解后形成的小片段仍具有部份活性,可以催化酶与NAD(而不是ATP)反应形成酶- AMP中间物,但不能继续将AMP转移到DNA上促进磷酸二酯键的形成。DNA连接酶在大肠杆菌细胞中约有300个分子,和DNA聚合酶Ⅰ的分子数相近,这也是比较合理的现象。因为DNA连接酶的主要功能就是在DNA聚合酶Ⅰ催化聚合,填满双链DNA上的单链间隙后封闭DNA双链上的缺口。这在DNA复制、修复和重组中起着重要的作用,连接酶有缺陷的突变株不能进行DNA复制、修复和重组。

噬菌体T4DNA连接酶分子也是一条多肽链,分子量为60KD,其活性很容易被0.2mol/L的KCl和精胺所抑制。此酶的催化过程需要ATP辅助。T4DNA连接酶可连接DNA- DNA,DNA- RNA,RNA- RNA和双链DNA粘性末端或平头末端。另外,NH4C1可以提高在大肠杆菌DNA连接酶的的催化速率,而对T4DNA连接酶则无效。无论是T4DNA连接酶,还是大肠杆菌DNA连接酶都不能催化两条游离的DNA链相连接。

2 作用机制:DNA连接酶利用NAD或ATP中的能量催化两个核酸链之间形成磷酸二酯键。反应过程可分三步:

(1)NAD+或ATP将其腺苷酰基转移到DNA连接酶的一个赖氨酸残基的ε─氨基上形成共价的酶-腺苷酸中间物,同时释放出烟酰胺单核苷酸(NMN)或焦磷酸。

(2)将酶-腺苷酸中间物上的腺苷酰基再转移到DNA的5’-磷酸基端,形成一个焦磷酰衍生物,即DNA-腺苷酸;

(3)这个被激活的5’-磷酰基端可以和DNA的3’- OH端反应合成磷酸二酯键,同时释放出AMP。

DNA连接酶所催化的整个过程是可逆的。酶-腺苷酸中间物可以与NMN或PPi反应生成NDA或ATP及游离酶;DNA-腺苷酸也可以和NMN及游离酶作用重新生成NAD。该逆反应过程可以在AMP存在的情况下使共价闭环超螺旋DNA被连接酶催化,产生有缺口的DNA-腺苷酸,生成松弛的闭环DNA。

在真核生物细胞中也存在DNA连接酶,且有两型,分别称为连接酶Ⅰ和Ⅱ,反应中利用ATP所提供的能量。DNA连接酶Ⅰ分子量约为200KD,主要存在于生长旺盛细胞中,DNA连接Ⅱ分子量约85KD,主要存在于生长于不活跃的细胞中(resting cell)。

DNA聚合酶:主要是连接DN段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,在DNA复制中起做用。

DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上,形成磷酸二酯键;而DNA连接酶是在两个DN段之间形成磷酸二酯键,不是在单个核苷酸与DN段之间形成磷酸二酯键。

DNA聚合酶是以一条DNA链为模板,将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链;而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。编辑本段]DNA聚合酶的发现

在50年代的中期,A. Kornberg和他的同事们就想到DNA的复制必然是一种酶的催化作用,于是决心分离出这种酶并研究其结构和作用机制。为了达到这个目的,他们分离的蛋白,然后加到体外合成系统中即同位素标记的dNTP、Mg2+及模板DNA,经过大量的工作,于1956年终于发现了DNA聚合酶Ⅰ(DNA polymerase Ⅰ,DNA pol Ⅰ)原来称为Kornberg酶。以后又相续发现了DNA pol Ⅱ和DNA pol Ⅲ。开始人们以为DNA pol I是细菌中DNA复制主要的酶类,后来发现DNA pol Ⅰ的突变株照样可以复制,才清楚它并不是主角。现在已经知道在DNA复制中起主导作用的是DNA pol Ⅲ,至于pol Ⅱ的功能现在还不十分清楚。DNA聚合酶的共同特点是:

(1)需要提供合成模板;(2)不能起始的DNA链,必须要有引物提供3’-OH;(3)合成的方向都是5’3’(4)除聚合DNA外还有其它功能。

所有原核和真核的DNA聚合酶都具有相同的合成活性,都可以在3’-OH上加核苷酸使链延伸,其速率为1000 Nt/min。加什么核苷酸是根据和模板链上的碱基互补的原则而定的。

E.coli的DNA pol Ⅰ涉及DNA损伤修复,在半保留复制中起辅助的作用。DNA pol Ⅱ在修复损伤中也是有重要的作用。DNA pol Ⅲ是一种多亚基的蛋白。在DNA新链的从头合成(de novo)中起复制酶的作用。

RNA聚合酶(又称RNA复制酶、RNA合成酶)的催化活性:RNA聚合酶以完整的双链DNA为模板,转录时DNA的双链结构部分解开,转录后DNA仍然保持双链的结构。真核生物RNA聚合酶:真核生物的转录机制要复杂得多,有三种细胞核内的RNA聚合酶:RNA聚合酶I转录rRNA,RNA聚合酶II转录mRNA,RNA聚合酶III转录tRNA和其它小分子RNA。在RNA复制和转录中起作用。

反转录酶:RNA指导的DNA聚合酶,具有三种酶活性,即RNA指导的DNA聚合酶,RNA酶,DNA指导的DNA聚合酶。在分子生物学技术中,作为重要的工具酶被广泛用于建立基因文库、获得目的基因等工作。在基因工程中起作用。

解旋酶:是一类解开氢键的酶,由水解ATP来供给能量它们常常依赖于单链的存在,并能识别复制叉的单链结构。在细菌中类似的解旋酶很多,都具有ATP酶的活性。大部分的移动方向是5’3’,但也有3’5’移到的情况,如n’蛋白在φχ174以正链为模板合成复制形的过程中,就是按3’5’移动。在DNA复制中起做用。

DNA限制酶作用于磷酸二酯键

DNA连接酶作用于磷酸二酯键

DNA聚合酶作用于磷酸二酯键

DNA解旋酶作用于氢键

转载请注明出处学文网 » 基因工程中的酶

学习

印度,不可思议

阅读(26)

本文为您介绍印度,不可思议,内容包括印度不可思议的特效药,不可思议的印度。因学术交流,我有一趟印度之行。回来后,那一幕幕既鲜活又驳杂的画面,不时在脑海闪回。我认为最能概括我所见所闻的,也许是印度街头那句醒目的招徕外国观光客的宣传

学习

责任会计浅析

阅读(36)

本文为您介绍责任会计浅析,内容包括会计怎么规避责任,会计担的责任大吗。【摘要】基于责任会计的重要性,文章阐述了责任会计的含义、内容,分析了当前企业建立责任会计体系中呈现的问题及原因,并提出了解决对策。现代企业的规模相当庞大,管理

学习

蓟县春尺蠖虫害发生情况与防治技术研究

阅读(45)

本文为您介绍蓟县春尺蠖虫害发生情况与防治技术研究,内容包括新疆春尺蠖虫害防治技术用什么药,春尺蠖监测与防治技术规程。近几年来,春尺蠖在我县连续发生,并有逐年加重的趋势,特别是去年春尺蠖虫情比较严重,有的乡镇的部分地块树木的叶子全

学习

浅谈变压器的瓦斯保护

阅读(33)

本文为您介绍浅谈变压器的瓦斯保护,内容包括看完秒懂变压器瓦斯保护,变压器瓦斯保护原理动。【摘要】本文对瓦斯保护的保护范围、瓦斯保护装置动作的原因及处理方法等进行了简单论述,使运行人员在故障发生时通过保护动作情况及时准确的作

学习

好风凭借力,送我上青云

阅读(33)

本文为您介绍好风凭借力,送我上青云,内容包括好风凭借力送我上青云啥意思,好风凭借力送我上青云完整版。在新课程背景下,教学反思受到了一线教师的更多关注,它对于传统教学的改进和新课程的探索与发展有着积极的意义。从教学的基本流程的

学习

以裘法祖院士医书编辑为视角浅议医书的编辑

阅读(32)

本文对中国科学院院士裘法祖编辑《大众医学》和《黄家驷外科学》以及外科学教材体现出来的编辑思想给予勾连分析,讨论通俗医书和专业医书编辑的若干方法原则,并通过这种对名家编辑医书思想的清理,以对当代通俗医书和专业医书编辑起到一定的

学习

走过“家暴”余波,新婚于震变身温柔好男人

阅读(27)

2012年3月17日,有着“谍战天王”、“荧屏硬汉”之称的著名影星于震与新婚妻子辛月在北京举行了一场以“月满于心”为主题的浪漫婚礼。于震曾有过一段短暂的婚史,由于工作繁忙,加上他有点大男子主义,婚姻亮起红灯……认识女演员辛月后,他的婚

学习

刍议超临界机组锅炉螺旋水冷壁的检修维护

阅读(22)

本文为您介绍刍议超临界机组锅炉螺旋水冷壁的检修维护,内容包括600mw超临界压力锅炉水冷壁特点,600mw超临界压力直流锅炉水冷壁。随着我国经济的快速增长,我国对超临界机组锅炉的刚性需求也越来越大,但是该锅炉在使用的过程中,其螺旋水冷壁

学习

钢筋混凝土楼板板面钢筋的构造要点探析

阅读(33)

本文为您介绍钢筋混凝土楼板板面钢筋的构造要点探析,内容包括大面积混凝土楼板钢筋规格,板面构造钢筋怎么布置。随着城市新区开发和建设的迅猛发展,在建筑工程中也发现现浇钢筋混凝土楼板板面裂缝普遍地存在。笔者有机会接触了一些板面裂

学习

中国的眼睛

阅读(23)

本文为您介绍中国的眼睛,内容包括你的眼睛在笑全文免费阅读,你的眼睛在笑txt全文阅读。20世纪六、七十年代,国际上一直认为中国有一个神秘人物。在他的面前,设计再巧妙的密码都如同草芥。他们把他叫做“中国的眼睛”。其实,中国的眼睛不是

学习

浅谈老年人的心理健康

阅读(41)

本文为您介绍浅谈老年人的心理健康,内容包括老年人的心理健康与情绪管理,老年人心理健康应引起重视。健康是人类生活质量提高的基本标志。按照世界卫生组织给出的定义,所谓健康指的是身体、心理及对社会适应的良好状态。人们已经意识到身

学习

我国经济结构演变的动因和趋势

阅读(93)

本文为您介绍我国经济结构演变的动因和趋势,内容包括中国现代经济结构的变动,经济结构演变的决定因素。一、引言转轨中的中国经济具有独特性,经济结构的演变在众多因素的综合作用下走出了一条独特轨迹。这种轨迹是西方经济学理论很难解释

学习

打造中国第一软件产业基地

阅读(32)

本文为您介绍打造中国第一软件产业基地,内容包括南山软件产业基地,深圳软件产业基地1栋。中国(南京)软件谷(以下简称软件谷)位于南京主城的西南部,规划总面积73平方公里,2011年8月正式挂牌成立,是南京市为建设中国软件名城而重点打造的软件产业

学习

鸡血石品种大集合

阅读(61)

本文为您介绍鸡血石品种大集合,内容包括昌化鸡血石品种,泰山鸡血石品种。昌化石鸡血石品评昌化鸡血石的高下,在于石之质地与血色。质地俗称“地张”。所谓地张,就是鸡血石的硫化汞结晶在什么样的石头上,经历代藏家与品鉴家们的长期比较鉴别

学习

多普勒天气雷达的原理与维护维修

阅读(103)

本文为您介绍多普勒天气雷达的原理与维护维修,内容包括多普勒天气雷达系统技术规范,多普勒天气雷达探测原理与方法。【摘要】多普勒天气雷达主要用于探测气象要素和各种天气现象,是中短期临近天气预报的重要检测工具,对气候监测和科研有重

学习

读泰勒的《科学管理原理》

阅读(43)

本文为您介绍读泰勒的《科学管理原理》,内容包括泰勒的科学管理原理,泰勒原理的四个基本问题。在管理学这门发展最与时俱进,并且永无休止的学科中,无疑弗雷德里克・泰勒和他的《科学管理原理》开创了一个管理新时代,也在其后百年中激励和

学习

光接收机原理及常见故障分析

阅读(27)

本文为您介绍光接收机原理及常见故障分析,内容包括光接收机目前存在的问题,光接收机怎么判断是正常的。【摘要】本文简要介绍了光接收机工作原理及使用中应注意的一些问题,并结合实际对常见故障进行分析。【关键词】光接收机光功率电平载

学习

变频器PID控制原理及调试

阅读(666)

本文为您介绍变频器PID控制原理及调试,内容包括变频器的pid控制如何设置,变频器恒压供水pid参数设置原理。文章介绍通用变频器PID功能组原理,给定方法、及参数的调试和应用案例。关键词:变频器;PID;智能PID调节仪引言目前,随着我国科学技术、

学习

浅析小汽轮机的保护及转速调节原理

阅读(22)

本文为您介绍浅析小汽轮机的保护及转速调节原理,内容包括汽轮机如何设定转速保护,汽轮机的调节及保护。给水泵汽轮机的转速调节就是通过改变进入汽轮机的蒸汽流量和质量来完成的。流量的控制是靠阀门的开度来调节,质量的控制是靠阀的切换

学习

光电感烟火灾探测器原理及标定方法

阅读(31)

本文为您介绍光电感烟火灾探测器原理及标定方法,内容包括光束感烟火灾探测器的调试方法,光电感烟火灾探测器的优缺点。文章从从光电感烟探测器的原理出发,描述了光电感烟探测器的性能及影响探测器性能的一些关键要素,同时对探测器检验的标

学习

触摸屏的物理原理

阅读(43)

本文为您介绍触摸屏的物理原理,内容包括工业触摸屏原理及维修,触摸屏原理论文。触摸屏的发明大大方便了我们对一些电器的使用,其实触摸屏的原理用所学的初中物理串联电阻分压的知识就可以简单的解释。例(2011年大同杯物理竞赛)电阻式触摸

学习

倒流壶历史、原理及3D打印复原

阅读(23)

本文为您介绍倒流壶历史、原理及3D打印复原,内容包括3d打印倒流壶,倒流壶原理演示。什么是倒流壶倒流壶,又有倒装壶、倒灌壶、内管壶之称,这一名称的得来,与其独特的使用方式有关。倒流壶虽然具有壶的形貌,但壶盖却与器身连为一体,无法像普通