Amazing Biology: ภาระงานที่ 2

เอนไซม์ตัดจำเพาะ

เอนไซม์ตัดจำเพาะค้นพบเป็นครั้งแรกโดย แฮมิลตัน สมิธ (Hamilton Smith) และคณะ แห่งสถาบันแพทย์ศาสตร์จอห์น ฮอปกินส์ สหรัฐอเมริกา ในปี พ.ศ.2513 และต่อมาได้มีการค้นพบเอนไซม์ที่มีลักษณะเช่นนี้ แต่ตัดจำเพาะในตำแหน่งลำดับเบสต่างออกไปจนถึงปัจจุบันนี้มีการค้นพบเอนไซม์ตัดจำเพาะมากกว่า 1,200 ชนิด ตัวอย่างต่อไปนี้

●จุลินทรีที่เป็นแหล่งผลิตเอนไซม์ Bacillus amyloliquefaceinsH มีชื่อเอนไซม์ย่อว่า BamHIลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง G กับ Gจากทิศทาง 5 ´ไป 3´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้

5'…G-G-A-T-C-C…3'

5'…G

G-A-T-C-C…3'

และลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง G กับ Gจากทิศทาง 3 ´ไป 5´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้

3'…C-C-T-A-G-G…5'

3'…C-C-T-A-G

G…5'

●จุลินทรีที่เป็นแหล่งผลิตเอนไซม์ Escherichia coliRY 13มีชื่อเอนไซม์ย่อว่า EcoRI

ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง G กับ Aจากทิศทาง 5' ไป 3 'ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้

5'…G-A-A-T-T-C…3'

5'…G

A-A-T-T-C…3'

และลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง G กับ Aจากทิศทาง 3' ไป 5 'ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้

3´…C-T-T-A-A-G…5´

3´…C-T-T-A-A

G…5´

●จุลินทรีที่เป็นแหล่งผลิตเอนไซม์ Haemophilus aegyptiusมีชื่อเอนไซม์ย่อว่า HaeIII

ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง G กับ Cจากทิศทาง 5 ´ไป 3´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้

5´…G-G-C-C…3´

5´…G-G

C-C…3´

และลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง G กับ Cจากทิศทาง 3 ´ไป 5´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้

3´…C-C-G-G…5´

3´…C-C

G-G…5´

●จุลินทรีที่เป็นแหล่งผลิตเอนไซม์Hemophilus influenza Rdมีชื่อเอนไซม์ย่อว่าHind III

ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง A กับ A จากทิศทาง 5 ´ไป 3´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้

5´…A-A-G-C-T-T…3´

5´…A

A-G-C-T-T…3´

ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง A กับ A จากทิศทาง 3 ´ไป 5´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้

3´…T-T-C-G-A-A…5´

3´…T-T-C-G-A

A-…5´

●จุลินทรีที่เป็นแหล่งผลิตเอนไซม์Streptomyces albus มีชื่อเอนไซม์ย่อว่า SalI

ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง Gกับ T จากทิศทาง 5 ´ไป 3´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้

5´…G-T-C-G-A-C…3´

5´…G

T-C-G-A-C…3´

ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง Gกับ T จากทิศทาง 3 ´ไป 5´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้

3´…C-A-G-C-T-G…5´

3´…C-A-G-C-T

G…5´

จากตารางจะเห็นว่าเอนไซม์ที่ตัดจำเพาะแต่ละชนิดมีบริเวณลำดับเบสจำเพาะ และจุดตัดจำเพาะที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ EcoRI จะมีลำดับเบสจำเพาะในการตัดจะมีจำนวน 6 คู่เบส ในขณะที่ HeaIII จะใช้เพียงสี่คู่เบส จุดตัดจำเพาะที่เกิดขึ้น จะได้สาย DNA หลังจากถูกตัดแล้วใน 2 รูปแบบ เช่นในกรณีของการตัดด้วยเอนไซม์ Eco RI จุดตัดจำเพาะจะอยู่ระหว่างเบส G และ A ซึ่งหลังจากการตัดจะทำให้ได้ปลายสายเดี่ยวทั้ง 2 ปลาย ที่รอยตัดของสาย DNA ซึ่งมีนิวคลีโอไทด์สายเดี่ยวยื่นออกมา เรียกปลายสาย DNA ที่เกิดขึ้นเช่นนี้ว่า“ปลายเหนียว (sticky end)” แต่ในกรณีของ HeaIII จุดตัดจำเพาะอยู่ระหว่าง G