Nuclease

O nuclează ( numărul CE 3.1.21 ^[1] ) este o enzimă capabilă să hidrolizeze legăturile fosfodiesterice dintre subunitățile nucleotidice ale acizilor nucleici . Nucleazele mai sunt numite, în vechea terminologie, polinucleotidază sau nucleodepolimerază .

Izolare

La sfârșitul anilor 1960, cercetătorii Stewart Linn și Werner Arber au izolat două tipuri diferite de enzime care au fost implicate în ciclul de replicare a fagilor în bacteria Escherichia coli . Unul dintre ei a funcționat prin tăierea ADN-ului metilat , în timp ce celălalt a reacționat cu cel nemetilat făcând tăieturi la diferite niveluri de-a lungul moleculelor de ADN. Primele enzime s-au numit metilaze , a doua nucleaze de restricție .

Restriction nucleaze

Același subiect în detaliu: Enzime de restricție .

Descoperirea acestor clase de enzime le-a garantat cercetătorilor posibilitatea de a opera așa-numitul tăiat și lipit pe site-uri specifice moleculelor ADN (nu la întâmplare) într-un mod foarte predictiv și reproductibil.

HO Smith, KW Wilcox și TJ Kelley, (cercetători de la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore ), care, în 1968 , au izolat și caracterizat prima nuclează de restricție care a acționat strict dependentă de secvența specifică de nucleotide. Acest rezultat a fost obținut lucrând la o tulpină bacteriană de Haemophilus influenzae din care a fost extrasă enzima (HindII), care a putut tăia moleculele de ADN în corespondență cu o secvență specifică de șase perechi de baze lungi, și anume:

5 'GT ( pirimidină : T sau C) ( purină : A sau G) AC 3'
3 'CA (purină: A sau G) (pirimidină: T sau C) TG 5'

Cercetătorii au descoperit că enzima HindII a acționat întotdeauna prin tăierea secvenței în centru, adică între a treia și a patra pereche de baze și capabilă să opereze tăierea numai pe moleculele de ADN care aveau această secvență; secvența examinată a fost astfel numită secvența de recunoaștere a enzimei HindII.

HindII este doar unul dintre numeroasele exemple de restricții nucleaze , cu peste 900 de enzime de restricție cunoscute și izolate din peste 230 de tulpini de bacterii până în prezent.

Nomenclatură

Nomenclatura acestor enzime se bazează în general pe nume care reflectă originea lor bacteriană, prima literă a numelui provenind din gen , a doua și a treia din speciile procariote de bacterii din care au fost izolate aceste enzime. De exemplu, enzima EcoRI provine din tulpina Escherichia coli RY13. Numărul care urmează denumirii indică ordinea în care aceste enzime au fost izolate din tulpinile bacteriene individuale.

O clasificare suplimentară se face pe baza locului în care enzimele taie moleculele ADN; de fapt, vorbim de endonuclează dacă tăierea are loc în interiorul moleculelor, de exonuclează dacă apare la cozile terminale cu îndepărtarea nucleotidelor.