Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с липких концов )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Концы ДНК относятся к свойствам концов молекул ДНК , которые могут быть липкими или тупыми в зависимости от фермента, который разрезает ДНК. Фермент рестрикции принадлежит к большему классу ферментов, называемых экзонуклеазами и эндонуклеазами. Экзонуклеазы удаляют нуклеотид с концов, тогда как эндонуклеаза разрезает в определенном положении в ДНК.

Эта концепция используется в молекулярной биологии , особенно при клонировании или когда субклонирование вставляет ДНК в векторную ДНК . Такие концы могут быть созданы рестрикционными ферментами, которые разрезают ДНК: ступенчатый разрез дает два липких конца, а прямой разрез дает тупые. [1]

Одноцепочечные молекулы ДНК [ править ]

Одноцепочечная некруглая молекула ДНК имеет два неидентичных конца, 3'-конец и 5'-конец (обычно произносится как «три простых конца» и «пять простых концов»). Цифры относятся к нумерации атомов углерода в дезоксирибозе , которая представляет собой сахар, составляющий важную часть основной цепи молекулы ДНК. В основной цепи ДНК 5'-углерод одной дезоксирибозы связан с 3'-углеродным атомом другой фосфодиэфирной связью. 5'-углерод этой дезоксирибозы снова связан с 3'-углеродным атомом следующего, и так далее.

Вариации в двухцепочечных молекулах [ править ]

Когда молекула ДНК двухцепочечная, как это обычно бывает, две цепи идут в противоположных направлениях. Следовательно, один конец молекулы будет иметь 3'-конец цепи 1 и 5'-конец цепи 2, и наоборот, на другом конце. Однако тот факт, что молекула является двухцепочечной, допускает множество различных вариаций.

Тупые концы [ править ]

Самый простой конец ДНК двухцепочечной молекулы называется тупым концом . Тупые концы также известны как несвязные концы. В молекуле с тупым концом обе цепи заканчиваются парой оснований . Тупые концы не всегда желательны в биотехнологии, поскольку при использовании ДНК-лигазы для соединения двух молекул в одну выход значительно ниже с тупыми концами. При выполнении субклонирования он также имеет недостаток, заключающийся в потенциальной вставке вставки ДНК в желаемой противоположной ориентации. С другой стороны, тупые концы всегда совместимы друг с другом. Вот пример небольшого фрагмента ДНК с тупым концом:

5'- GATCTGACTGATGCGTATGCTAGT -3 '3'- CTAGACTGACTACGCATACGATCA -5 '

Свесы и липкие концы [ править ]

Не тупые концы создаются за счет различных выступов . Свисание - это отрезок неспаренных нуклеотидов на конце молекулы ДНК. Эти неспаренные нуклеотиды могут находиться в любой цепи, создавая 3 'или 5' выступы. Эти выступы в большинстве случаев палиндромные.

Самый простой случай выступа - это единственный нуклеотид. Чаще всего это аденозин, который создается некоторыми ДНК-полимеразами в виде 3 'выступа . Чаще всего это используется при клонировании продуктов ПЦР, созданных таким ферментом. Продукт соединен с линейной молекулой ДНК с выступом 3 ' тимина . Поскольку аденин и тимин образуют пару оснований , это облегчает соединение двух молекул лигазой, давая кольцевую молекулу. Вот пример А-выступа:

5'- АТКТГАКТА -3 '3'- ТАГАКТГА -5 '

Более длинные свесы называются связными или липкими концами . Чаще всего они создаются эндонуклеазами рестрикции при разрезании ДНК. Очень часто они отрезают две нити ДНК на четыре пары оснований друг от друга, создавая 5 'выступ из четырех оснований в одной молекуле и дополнительный 5' выступ в другой. Эти концы называются связными, поскольку они легко соединяются вместе лигазой.

Например, эти два «липких» конца совместимы:

5'- ATCTGACT  + GATGCGTATGCT -3 '3'- TAGACTGACTACG  CATACGA -5 '

Они могут образовывать дополнительные пары оснований в выступающей области:

 GATGCGTATGCT -3 '5'- ATCTGACT  CATACGA -5 '3'- TAGACTGACTACG

Кроме того, поскольку разные эндонуклеазы рестрикции обычно создают разные выступы, можно создать плазмиду, вырезая кусок ДНК (используя разные ферменты для каждого конца), а затем присоединяя его к другой молекуле ДНК с концами, обрезанными теми же ферментами. Поскольку выступы должны быть комплементарными, чтобы лигаза работала, две молекулы могут соединяться только в одной ориентации. Это часто очень желательно в молекулярной биологии .

Потрепанные концы [ править ]

Напротив каждой отдельной цепи ДНК мы обычно видим пару аденина с тимином и пару цитозина с гуанином, чтобы сформировать параллельную комплементарную цепь, как описано ниже. Две нуклеотидные последовательности, которые соответствуют друг другу таким образом, называются комплементарными:

5'- ATCTGACT -3 '3'- ТАГАКТГА -5 '
Frayed-dna.png

Потрепанный конец относится к участку двухцепочечной (или другой многонитевой) молекулы ДНК около конца со значительной долей некомплементарных последовательностей; то есть последовательность, в которой нуклеотиды на соседних цепях не совпадают правильно:

5'- ATCTGACTAGGCA -3 '3'- TAGACTGA CTACG -5 '

Термин «потертый» используется потому, что неправильно подобранные нуклеотиды имеют тенденцию избегать связывания, таким образом выглядя похожими на нити в изношенном куске веревки.

Хотя некомплементарные последовательности также возможны в середине двухцепочечной ДНК, несовпадающие области на удалении от концов не называются «потрепанными».

Открытие [ править ]

Рональд В. Дэвис впервые обнаружил липкие концы как продукт действия EcoRI , эндонуклеазы рестрикции . [2]

Сила [ править ]

Липкие концевые ссылки отличаются своей стабильностью. Для оценки устойчивости можно измерить свободную энергию образования. Для различных последовательностей могут быть сделаны приближения свободной энергии на основе данных, относящихся к кривым тепловой денатурации олигонуклеотидов в УФ-диапазоне. [3] Также предсказания, сделанные на основе моделирования молекулярной динамики, показывают, что некоторые липкие концевые звенья растягиваются намного сильнее, чем другие. [4]

Ссылки [ править ]

  • Самбрук, Джозеф ; Дэвид Рассел (2001). Молекулярное клонирование: лабораторное руководство. Нью-Йорк: издательство лаборатории Колд-Спринг-Харбор , ISBN  0879695765 .
  1. ^ Салливан, Мэри. Мяч . ISBN 9780544819016. OCLC  949423125 .
  2. ^ Домашняя страница Фонда Грубера | Gruber Фонд архивации 2012-05-11 в Wayback Machine
  3. ^ Джон Santalucia младший (1997). «Единый взгляд на термодинамику ближайших соседей полимера, гантели и олигонуклеотида ДНК» . Труды Национальной академии наук США . 95 (4): 1460–1465. DOI : 10.1073 / pnas.95.4.1460 . PMC 19045 . PMID 9465037 .  
  4. Перейти ↑ Ehsan Ban and Catalin R Picu (2014). «Сила липких концевых связей ДНК». Биомакромолекулы . 15 (1): 143–149. DOI : 10.1021 / bm401425k . PMID 24328228 .