30多年前,當人們在對噬菌體(細菌病毒)的宿主特異性的限制-修飾現象進行研究時,首次發現了限制性內切酶。細菌可以抵御新病毒的入侵,而這種"限制"病毒生存的辦法則可歸功于細胞內部可摧毀外源DNA的限制性內切酶。首批被發現的限制性內切酶包括來源于大腸桿菌的EcoR I和EcoR II,以及來源于Heamophilus influenzae的Hind II和Hind III。這些酶可在特定位點切開DNA,將基因切割成小的基因片段。
當限制性內切酶的應用在上世紀七十年代流傳開來的時候,以NEB為代表的許多公司開始尋找更多的限制性內切酶。除了某些病毒以外,限制性內切酶只在原核生物中被發現。人們正在從數以千計的細菌及古細菌中尋找新的限制性內切酶。而對已測序的原核基因組數據分析表明,限制性內切酶在原核生物中普遍存在,所有自由生存的細菌和古細菌似乎都能編碼限制性內切酶。
限制性內切酶的主要功能是保護細菌不受噬菌體的感染,這一觀點已被人們廣泛接受。它們作為微生物免疫機制的一部分行使其功能。當一個沒有限制性內切酶的細菌被病毒感染時,大部分病毒顆粒都能成功地進行感染。然而一個有限制性內切酶的同種細菌被成功感染的比率顯著下降。出現更多的限制性內切酶將會起到多重保護作用;而一個擁有4到5種各自獨立的限制性內切酶將會使細胞堅不可摧。
上世紀80年代,科學家開始克隆并表達限制性內切酶。克隆技術由于將限制性內切酶的表達與原有細胞環境分離開來,避免了原細胞中其它內切酶的污染,從而提高了酶的純度。此外,克隆技術提高了限制性內切酶的產量,簡化了純化過程,使得生產成本顯著降低;克隆的基因很容易進行測序分析,表達出的蛋白也能進行X射線結晶分析,這使得我們對于克隆產物更加確定。
核糖核酸酶是一類廣泛存在于動植物體內的核酸水解酶.其作為一種模型蛋白被普遍用于分子生物學研究,主要生理功能是控制細胞內RNA的種類與數量分布,除參與核糖核酸轉錄后的剪切、修飾和降解等過程外,還與某些植物的自交不親和性、器官發生、宿主的防御機制、控制腫瘤血管生成、殺滅腫瘤細胞及抑制病毒(包括HIV-1)的復制等有關。
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