प्रतिबंध एंजाइम डीएनए अनुक्रम को कैसे काटते हैं?

प्रकृति में, जीवों लगातार सूक्ष्म स्तर पर भी विदेशी आक्रमणकारियों से खुद को बचाना है। बैक्टीरिया में, जीवाणु एंजाइमों का एक समूह होता है जो विदेशी को विघटित करके काम करता है डीएनए. इस निराकरण प्रक्रिया को प्रतिबंध कहा जाता है और इस प्रक्रिया को अंजाम देने वाले एंजाइम को प्रतिबंध एंजाइम कहा जाता है।

प्रतिबंध एंजाइमों में बहुत महत्वपूर्ण हैं पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी. प्रतिबंध एंजाइमों का उपयोग टीकों, दवा उत्पादों, कीट प्रतिरोधी फसलों और अन्य उत्पादों के एक मेजबान के उत्पादन में मदद करने के लिए किया गया है।

चाबी छीन लेना

प्रतिबंध एंजाइम न्यूक्लियोटाइड के एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचानने के आधार पर डीएनए को टुकड़ों में काटने वाले एंजाइमों का एक वर्ग है। प्रतिबंध एंजाइमों को प्रतिबंध एंडोन्यूक्लाइजेस के रूप में भी जाना जाता है।

जबकि सैकड़ों अलग-अलग प्रतिबंध एंजाइम होते हैं, वे सभी अनिवार्य रूप से उसी तरह से काम करते हैं। से प्रत्येक एंजाइम क्या एक मान्यता अनुक्रम या साइट के रूप में जाना जाता है। एक मान्यता अनुक्रम आम तौर पर एक विशिष्ट, छोटा होता है न्यूक्लियोटाइड डीएनए में अनुक्रम। एंजाइम मान्यता प्राप्त अनुक्रम में कुछ बिंदुओं पर काटते हैं। उदाहरण के लिए, एक प्रतिबंध एंजाइम गाइनिन, एडेनिन, एडेनिन, थाइमिन, थाइमिन, साइटोसिन के एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचान सकता है। जब यह अनुक्रम मौजूद होता है, तो एंजाइम अनुक्रम में चीनी-फॉस्फेट रीढ़ में कंपित कटौती कर सकते हैं।

लेकिन अगर प्रतिबंध एंजाइम एक निश्चित अनुक्रम के आधार पर काटते हैं, तो बैक्टीरिया जैसी कोशिकाएं अपने स्वयं के डीएनए को प्रतिबंध एंजाइम द्वारा काटे जाने से कैसे बचाती हैं? एक विशिष्ट सेल में, मिथाइल समूह (सीएच₃) प्रतिबंध एंजाइमों द्वारा मान्यता को रोकने के क्रम में आधारों में जोड़ा जाता है। यह प्रक्रिया पूरक एंजाइमों द्वारा की जाती है जो न्यूक्लियोटाइड अड्डों के समान अनुक्रम को प्रतिबंध एंजाइम के रूप में पहचानते हैं। डीएनए के मिथाइलेशन को संशोधन के रूप में जाना जाता है। संशोधन और प्रतिबंध की प्रक्रियाओं के साथ, कोशिकाएं विदेशी डीएनए को काट सकती हैं जो सेल के महत्वपूर्ण डीएनए को संरक्षित करते हुए सेल के लिए खतरा पैदा करती हैं।

डीएनए के दोहरे फंसे विन्यास के आधार पर, मान्यता अनुक्रम विभिन्न स्टैंडों पर सममित हैं लेकिन विपरीत दिशाओं में चलते हैं। स्मरण करो कि डीएनए में स्ट्रैंड के अंत में कार्बन के प्रकार द्वारा इंगित "दिशा" है। 5 'छोर में एक फॉस्फेट समूह जुड़ा हुआ है, जबकि अन्य 3' छोर में एक हाइड्रॉक्सिल समूह जुड़ा हुआ है। उदाहरण के लिए:

5 'अंत -... गुआनिन, एडेनिन, एडेनिन, थाइमिन, थाइमिन, साइटोसिन... - 3 'अंत

3 'अंत -... साइटोसिन, थाइमिन, थाइमिन, एडेनिन, एडेनिन, गुआनिन... - 5 ’अंत

यदि, उदाहरण के लिए, प्रतिबंध एंजाइम गुआनिन और एडेनिन के बीच अनुक्रम में कटौती करता है, तो दोनों अनुक्रमों के साथ ऐसा करेंगे लेकिन विपरीत छोर पर (चूंकि दूसरा क्रम विपरीत में चलता है दिशा)। चूंकि डीएनए को दोनों स्ट्रैंड्स पर काटा जाता है, ऐसे पूरक पूरक होंगे जो एक दूसरे से हाइड्रोजन बॉन्ड कर सकते हैं। इन सिरों को अक्सर "चिपचिपा सिरा" कहा जाता है।

प्रतिबंध एंजाइमों द्वारा उत्पादित टुकड़ों के चिपचिपा सिरे एक प्रयोगशाला सेटिंग में उपयोगी होते हैं। उनका उपयोग विभिन्न स्रोतों और विभिन्न जीवों से डीएनए के टुकड़ों में शामिल होने के लिए किया जा सकता है। टुकड़े एक साथ आयोजित किए जाते हैं हाइड्रोजन बांड. रासायनिक दृष्टिकोण से, हाइड्रोजन बांड कमजोर आकर्षण हैं और स्थायी नहीं हैं। एक अन्य प्रकार के एंजाइम का उपयोग करते हुए, बांड को स्थायी बनाया जा सकता है।

डीएनए लिगेज एक बहुत ही महत्वपूर्ण एंजाइम है जो दोनों में कार्य करता है प्रतिकृति और एक कोशिका के डीएनए की मरम्मत। यह डीएनए स्ट्रैंड को एक साथ जोड़ने में मदद करके कार्य करता है। यह एक फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड को उत्प्रेरित करके काम करता है। यह बंधन ए है सहसंयोजक बंधन, पूर्वोक्त हाइड्रोजन बॉन्ड की तुलना में बहुत मजबूत है और विभिन्न टुकड़ों को एक साथ रखने में सक्षम है। जब विभिन्न स्रोतों का उपयोग किया जाता है, तो उत्पन्न होने वाले पुनः संयोजक डीएनए में जीन का एक नया संयोजन होता है।

प्रतिबंध एंजाइमों की चार व्यापक श्रेणियां हैं: टाइप I एंजाइम, टाइप II एंजाइम, टाइप III एंजाइम और टाइप IV एंजाइम। सभी का मूल कार्य समान है, लेकिन विभिन्न प्रकारों को उनकी मान्यता के आधार पर वर्गीकृत किया गया है अनुक्रम, वे कैसे दरार, उनकी संरचना, और उनकी पदार्थ आवश्यकताओं पर (के लिए और प्रकार की आवश्यकता) सहकारकों)। आमतौर पर, टाइप I एंजाइम मान्यता अनुक्रम से दूर के स्थानों पर डीएनए को काटते हैं; टाइप II कट डीएनए को मान्यता अनुक्रम के भीतर या उसके करीब; मान्यता अनुक्रमों के पास टाइप III कट डीएनए; और टाइप IV क्लीव मेथिलेटेड डीएनए।

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