সীমাবদ্ধতা এনজাইম: ফাংশন, প্রকার এবং উদাহরণ - জীববিদ্যা

সীমাবদ্ধতা এনজাইম নির্দিষ্ট আর্কিয়া এবং ব্যাকটেরিয়া দ্বারা নিযুক্ত বাধা বা ভিতরে "সীমিত" ভাইরাস বিস্তারে endonucleases হয়। এগুলি বিশেষত ব্যাকটিরিয়ায় সাধারণ এবং সীমাবদ্ধতা / পরিবর্তন সিস্টেম হিসাবে পরিচিত বিদেশী ডিএনএর বিরুদ্ধে তাদের প্রতিরক্ষা ব্যবস্থার অংশ।

এই এনজাইমগুলি নির্দিষ্ট স্থানে ডাবল-ব্যান্ড ডিএনএর ক্লিভেজকে পুনরুত্পাদনযোগ্য এবং অতিরিক্ত শক্তি ব্যবহার ছাড়াই অনুঘটক করে। বেশিরভাগের জন্য ম্যাগনেসিয়াম বা অন্যান্য ডিভেলেন্ট ক্যাশনের মতো কোফ্যাক্টরের উপস্থিতি প্রয়োজন, যদিও কারও কারও কাছে এটিপি বা এস-অ্যাডেনোসিল মেথিওনিনের প্রয়োজন হয়।

HindIII সীমাবদ্ধতা এনজাইম প্রতিক্রিয়া স্কিম (উত্স: উইকিমিডিয়া কমন্সের মাধ্যমে হেলিক্সিত)

সীমাবদ্ধতা এন্ডোনোক্লিজগুলি 1978 সালে ড্যানিয়েল নাথানস, আরবার ওয়ার্নার এবং হ্যামিল্টন স্মিথ আবিষ্কার করেছিলেন, যারা তাদের আবিষ্কারের জন্য মেডিসিনে নোবেল পুরষ্কার পেয়েছিলেন। তাদের নামটি সাধারণত জীব থেকে উদ্ভূত হয় যেখানে তারা প্রথম প্রদর্শিত হয়।

এই জাতীয় এনজাইমগুলি ডিএনএ ক্লোনিং পদ্ধতি এবং অন্যান্য আণবিক জীববিজ্ঞান এবং জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং কৌশলগুলির বিকাশে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তাদের নির্দিষ্ট অনুক্রমের স্বীকৃতি বৈশিষ্ট্য এবং স্বীকৃতি সাইটের কাছাকাছি ক্রমগুলি কাটা করার ক্ষমতা তাদের জেনেটিক পরীক্ষায় শক্তিশালী সরঞ্জাম করে তোলে।

কোনও নির্দিষ্ট ডিএনএ অণুতে অভিনয় করে এমন সীমাবদ্ধতা এনজাইম দ্বারা উত্পাদিত খণ্ডগুলি যেখানে এনজাইম ডিএনএ কেটে যায় সে সম্পর্কে তথ্য ব্যবহার করে মূল অণুর একটি "মানচিত্র" পুনরায় তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

কিছু বিধিনিষেধের এনজাইমগুলির ডিএনএতে একই স্বীকৃতি সাইট থাকতে পারে তবে তারা এটি একইভাবে কাটাবেন না। সুতরাং, এমন এনজাইম রয়েছে যা খসখসে প্রান্তগুলি কেটে দেয় এবং এনজাইমগুলি মিশ্রিত প্রান্তগুলি কেটে দেয়, যার মধ্যে আণবিক জীববিদ্যায় বিভিন্ন প্রয়োগ রয়েছে।

বর্তমানে বিভিন্ন বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ শত শত বিভিন্ন বাণিজ্যিক সীমাবদ্ধতা এনজাইম রয়েছে, যা বিভিন্ন বাণিজ্যিক ঘর দ্বারা প্রদত্ত; এই এনজাইমগুলি বিভিন্ন উদ্দেশ্যে "কাস্টম" আণবিক কাঁচি হিসাবে কাজ করে।

বৈশিষ্ট্য

সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলি পলিমেরেসগুলির বিপরীত কার্য সম্পাদন করে, যেহেতু তারা নিউক্লিওটাইড চেইনে সংলগ্ন নিউক্লিওটাইডগুলির মধ্যে ফসফোডিস্টার বন্ডের মধ্যে এসটার বন্ধনকে হাইড্রোলাইজ করে বা ভেঙে দেয়।

মলিকুলার বায়োলজি এবং জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে এগুলিকে বহিঃপ্রকাশ এবং ক্লোনিং ভেক্টর নির্মাণের জন্য নির্দিষ্ট সিকোয়েন্সগুলির সনাক্তকরণের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এগুলি রিকম্বিন্যান্ট জিনোমগুলি তৈরিতেও কার্যকর এবং দুর্দান্ত বায়োটেকনোলজিক সম্ভাবনাও রয়েছে।

জিন থেরাপির সাম্প্রতিক অগ্রগতিগুলি নির্দিষ্ট জিনগুলিকে ভেক্টরগুলিতে প্রবর্তনের জন্য বিধিনিষেধের এনজাইমগুলির বর্তমান ব্যবহার করে যা এই জাতীয় জিনকে জীবন্ত কোষগুলিতে পরিবহণের জন্য বাহন এবং সম্ভবত সেলুলার জিনোমে সম্পাদন করার ক্ষমতা রাখে স্থায়ী পরিবর্তন।

কর্ম প্রক্রিয়া

সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলি ডাবল-ব্যান্ড ডিএনএ বিভাজনকে অনুঘটক করতে পারে, যদিও কিছু একক-ব্যান্ড ডিএনএ ক্রম এবং এমনকি আরএনএ সনাক্ত করতে সক্ষম। ক্রমগুলি সনাক্ত করার পরে কাটিয়াটি ঘটে।

প্রতিটি ডিএনএ স্ট্র্যান্ডের কঙ্কালের মধ্যে ফসফেট গ্রুপ এবং ডক্সাইরিবোজের মধ্যে ফসফোডিস্টার বন্ডের হাইড্রোলাইসিস সমন্বিত ব্যবস্থা রয়েছে। এনজাইমগুলির অনেকগুলি একই স্থানে তারা কাটাতে সক্ষম হয় যা তারা সনাক্ত করে, অন্যরা এর আগে বা পরে 5 এবং 9 বেস জোড়া কেটে দেয়।

সাধারণত এই এনজাইমগুলি ফসফেট গ্রুপের 5 'প্রান্তে কেটে যায় এবং 5' ফসফরিল প্রান্ত এবং 3 'টার্মিনাল হাইড্রোক্সিল প্রান্ত দিয়ে ডিএনএ খণ্ডকে বৃদ্ধি করে।

যেহেতু প্রোটিনগুলি ডিএনএ-র স্বীকৃতি সাইটের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করে না, নির্দিষ্ট স্থান অর্জন না হওয়া পর্যন্ত তাদের অবশ্যই ক্রমাগত স্থানান্তরিত করতে হবে, সম্ভবত ডিএনএ স্ট্র্যান্ডের "স্লাইডিং" প্রক্রিয়া দ্বারা।

এনজাইমেটিক ক্লিভেজ চলাকালীন, প্রতিটি ডিএনএ স্ট্র্যান্ডের ফসফোডিস্টার বন্ধন সীমাবদ্ধতা এনজাইমের একটি সক্রিয় সাইটের মধ্যে অবস্থিত। যখন এনজাইম স্বীকৃতি এবং ক্লিভেজ সাইটটি ছেড়ে যায়, এটি অ-নির্দিষ্ট অস্থায়ী সংঘের মাধ্যমে এটি করে।

প্রকারভেদ

পাঁচ ধরণের নিষেধাজ্ঞার এনজাইম বর্তমানে জানা গেছে। এখানে প্রত্যেকের একটি সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেওয়া হল:

টাইপ প্রথম সীমাবদ্ধতা এনজাইম

এই এনজাইমগুলি তিনটি সাবুনিট সহ একটি বৃহত পেন্টামারিক প্রোটিন, একটিতে সীমাবদ্ধতার জন্য, একটি মেথিলিলেশনের জন্য এবং একটি ডিএনএর ক্রম স্বীকৃতির জন্য। এই এন্ডোনুক্লেজগুলি হ'ল বহুমাত্রিক প্রোটিনগুলি অনুঘটক এবং সংশোধন প্রতিক্রিয়াগুলি অনুঘটক করতে সক্ষম, তাদের এটিপেইস ক্রিয়াকলাপ এবং ডিএনএ টপোসোসোমেজ রয়েছে।

এই ধরণের এনজাইমগুলি আবিষ্কার করা প্রথম এন্ডোনোক্লিজ ছিল, তারা 1960 এর দশকে প্রথম শুদ্ধ হয়েছিল এবং তখন থেকেই দুর্দান্ত গভীরতায় অধ্যয়ন করা হয়েছে।

টাইপ আই এনজাইমগুলি বায়োটেকনোলজিকাল সরঞ্জাম হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় না, যেহেতু ক্লিভেজ সাইটটি স্বীকৃতি সাইট থেকে এক হাজার বেস পর্যন্ত পরিবর্তনশীল দূরত্বে থাকতে পারে, যা পরীক্ষামূলক পুনরুত্পাদনযোগ্যতার ক্ষেত্রে এটি অবিশ্বাস্য করে তোলে।

দ্বিতীয় সীমাবদ্ধতা এনজাইম টাইপ করুন

তারা হোমোডিমার বা টিট্রামার সমন্বয়ে তৈরি এনজাইম যা 4 থেকে 8 বিপি দৈর্ঘ্যের মধ্যে নির্ধারিত সাইটগুলিতে ডিএনএ কেটে দেয়। এই বিভাজক সাইটগুলি সাধারণত প্যালিনড্রোমিক হয়, যা তারা উভয় দিকে একই পদ্ধতিতে পাঠ করা ক্রমগুলি সনাক্ত করে।

ব্যাকটিরিয়ায় থাকা II টাইপ বিধিনিষেধের অনেকগুলি ডিএনএ কেটে দেয় যখন তারা তার বিদেশী চরিত্রটি চিনে, কারণ এটির নিজস্ব ডিএনএতে হওয়া সাধারণ পরিবর্তনগুলি নেই।

ডিএনএ সিকোয়েন্সগুলি সনাক্ত করতে এবং কাটতে তাদের জন্য ম্যাগনেসিয়াম (এমজি +) ব্যতীত অন্য কোনও কোফ্যাক্টরের প্রয়োজন নেই বলে এগুলি সবচেয়ে সহজ বিধিনিষেধের এনজাইম।

সুনির্দিষ্ট অবস্থানগুলিতে ডিএনএতে সাধারণ ক্রমগুলি সনাক্তকরণ এবং কাটাতে টাইপ II সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলির যথার্থতা তাদেরকে আণবিক জীববিদ্যার বেশিরভাগ শাখায় সর্বাধিক ব্যবহৃত এবং অপরিহার্য করে তোলে।

টাইপ II সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলির গ্রুপের মধ্যে একাধিক সাবক্লাস নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য অনুসারে শ্রেণিবদ্ধ করা হয়েছে যা প্রতিটিটির জন্য স্বতন্ত্র। এই এনজাইমের শ্রেণিবিন্যাস এনজাইমের নাম অনুসারে A থেকে Z পর্যন্ত বর্ণমালার অক্ষর যুক্ত করে করা হয়।

তাদের উপযোগিতার জন্য সর্বাধিক পরিচিত কয়েকটি সাবক্লাস হলেন:

সাবক্লাস IIA

তারা বিভিন্ন subunits এর dimers হয়। তারা অসমমিত ক্রমগুলি স্বীকৃতি দেয় এবং কাটিয়া এনজাইমগুলির প্রজন্মের জন্য আদর্শ পূর্ববর্তী হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

সাবক্লাস IIB

এগুলি এক বা একাধিক ডাইমার নিয়ে গঠিত এবং স্বীকৃতি ক্রমের উভয় পক্ষেই ডিএনএ কেটে দেয়। তারা ডিএনএর উভয় স্ট্র্যান্ডকে স্বীকৃতি সাইটের আগে একটি বেস জোড়া ব্যবধান কেটে দেয়।

সাবক্লাস আই.আই.সি.

এই ধরণের এনজাইমগুলি ডিএনএ স্ট্র্যান্ডগুলির বিভাজন এবং সংশোধনের ফাংশনগুলির সাথে পলিপপটিড হয়। এই এনজাইমগুলি উভয় স্ট্র্যান্ডকে অসমমিতভাবে কেটে দেয়।

সাবক্লাস IIE

জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে এই সাবক্লাসের এনজাইম সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। তাদের একটি অনুঘটক সাইট রয়েছে এবং সাধারণত একটি অ্যালোস্টেরিক এফেক্টর প্রয়োজন। দক্ষ বিভাজন সম্পাদনের জন্য এই এনজাইমগুলিকে তাদের স্বীকৃতি ক্রমের দুটি কপির সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করতে হবে। এই সাবক্লাসের মধ্যে রয়েছে ইকোআরআই এবং ইকোআরআই এনজাইম।

III সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলি টাইপ করুন

প্রকার III সীমাবদ্ধতা এন্ডোনোক্লিজগুলি কেবলমাত্র দুটি সাবুনিটের সমন্বয়ে গঠিত, একটি ডিএনএ স্বীকৃতি এবং পরিবর্তনের জন্য দায়ী, অন্যটি সিকোয়েন্স ক্লিভেজের জন্য দায়ী।

এই এনজাইমগুলির তাদের ফাংশনের জন্য দুটি কফ্যাক্টর প্রয়োজন: এটিপি এবং ম্যাগনেসিয়াম। এই ধরণের সীমাবদ্ধতা এনজাইম দুটি অসমমিতিক স্বীকৃতি সাইট রয়েছে, এটিএন-নির্ভর উপায়ে ডিএনএ ট্রান্সলোকট করে এবং স্বীকৃতি সাইটের সংলগ্ন 20-30 বিপি-র মধ্যে এটি কেটে দেয়।

চতুর্থ সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলি টাইপ করুন

প্রকার চতুর্থ এনজাইমগুলি সনাক্ত করা সহজ যেমন তারা মেথিলিকেশন চিহ্ন দিয়ে ডিএনএ কেটে দেয়, তারা ডিএনএ ক্রমটি সনাক্তকরণ এবং কাটা করার জন্য দায়ী বিভিন্ন বিভিন্ন সাবুনিট দ্বারা গঠিত। এই এনজাইমগুলি কোফ্যাক্টর হিসাবে জিটিপি এবং ডিভলেন্ট ম্যাগনেসিয়াম ব্যবহার করে।

নির্দিষ্ট বিভাজন সাইটগুলিতে নিউক্লিক অ্যাসিডগুলির এক বা উভয় স্ট্র্যান্ডের মেথিলাইটযুক্ত বা হাইড্রোক্সিমাইলেটেড সাইটোসিন অবশিষ্টাংশ সহ নিউক্লিওটাইড স্ট্র্যান্ড অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।

টাইপ ভি সীমাবদ্ধতা এনজাইম

এই শ্রেণিবিন্যাসটি সিআরআইএসপিএসআর-ক্যাস প্রকার এনজাইমগুলিকে গোষ্ঠীভূত করে, যা আক্রমণকারী জীব থেকে নির্দিষ্ট ডিএনএ ক্রমগুলি সনাক্ত করে এবং কাটায়। ক্যাস এনজাইম আক্রমণকারী জীবকে সনাক্ত ও আক্রমণ করতে সিআরআইএসপিআর সংশ্লেষিত গাইড আরএনএর স্ট্র্যান্ড ব্যবহার করে।

ভি টাইপ হিসাবে শ্রেণিবদ্ধ এনজাইমগুলি হ'ল পলিপ্যাপটাইডগুলি টাইপ I, II এবং II এনজাইম দ্বারা কাঠামোযুক্ত। তারা প্রায় কোনও জীবের ডিএনএর অংশগুলি এবং বিস্তৃত দৈর্ঘ্যের সাথে কাটা যায়। তাদের নমনীয়তা এবং ব্যবহারের সহজলভ্যতা এই এনজাইমগুলিকে আজ দ্বিতীয় ধরণের এনজাইমগুলির পাশাপাশি জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের অন্যতম বহুল ব্যবহৃত সরঞ্জাম হিসাবে তৈরি করে।

উদাহরণ

নিউক্লিয়োটাইড প্রতিস্থাপনের হার সম্পর্কে তথ্য পেতে, বিশেষত জনসংখ্যার জেনেটিক স্টাডিজ এবং মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ ব্যবহার করে বিবর্তনীয় গবেষণায় ডিএনএ পলিমারফিজমগুলি সনাক্তকরণের জন্য সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলি ব্যবহার করা হয়েছে।

বর্তমানে, বিভিন্ন উদ্দেশ্যে ব্যাকটিরিয়া পরিবর্তনের জন্য ব্যবহৃত ভেক্টরগুলি বহুবিধ সাইট রয়েছে যেখানে একাধিক সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলির স্বীকৃতি সাইটগুলি পাওয়া যায়।

এই এনজাইমগুলির মধ্যে সর্বাধিক জনপ্রিয় হ'ল ইকোআরআই, দ্বিতীয়, তৃতীয়, চতুর্থ এবং ভি, ই কোলি থেকে প্রথমবার প্রাপ্ত এবং বর্ণিত; এইচ। ইনফ্লুয়েঞ্জা থেকে হিন্দু এবং বি এমিলিওলিকফেসিয়েন্স থেকে বামহী।

তথ্যসূত্র

বিকেল, টিএ, এবং ক্রুগার, ডিএইচ (1993)। ডিএনএ সীমাবদ্ধতার জীববিজ্ঞান। মাইক্রোবায়োলজিকাল রিভিউ, 57 (2), 434–450।
বায়াভাল, পি।, মাইনো, এস।, রোমেরো, ডিএ, এবং হরভাথ, পি। (2007)। সিআরআইএসপিআর প্রোকারিওটিসে ভাইরাসের বিরুদ্ধে অর্জিত প্রতিরোধ সরবরাহ করে। বিজ্ঞান, 315 (মার্চ), 1709–1713।
গুডসেল, ডি (2002)। আণবিক দৃষ্টিভঙ্গি: সীমাবদ্ধতা এন্ডনোক্লিজ। ক্যান্সার মেডিসিনের স্টেম সেল ফান্ডামেন্টালস, 20, 190-1191।
হালফোর্ড, এসই (2001) সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলির সাহায্যে ঝাঁপ দেওয়া, লাফানো এবং লুপিং। বায়োকেমিক্যাল সোসাইটি লেনদেন, 29, 363-373।
জেলটস, এ। (2003)। প্রজাতির পরিচয় রক্ষণাবেক্ষণ এবং ব্যাকটেরিয়ার স্পেসিফিকেশন নিয়ন্ত্রণ: সীমাবদ্ধতা / পরিবর্তন সিস্টেমের জন্য একটি নতুন কার্যকারিতা? জিন, 317, 13-16।
ক্রেবস, জে।, গোল্ডস্টেইন, ই।, এবং কিলপ্যাট্রিক, এস (2018)। লেউনের জিন্স দ্বাদশ (12 সংস্করণ)। বার্লিংটন, ম্যাসাচুসেটস: জোন্স এবং বারলেটলেট লার্নিং।
লি, ওয়াই, প্যান, এস, জাং, ওয়াই।, রেন, এম, ফেং, এম, পেং, এন।,… তিনি, কিউ (২০১৫)। জিনোম সম্পাদনার জন্য প্রকার I এবং প্রকার III সিআরআইএসপিআর-ক্যাস সিস্টেমগুলি সংগ্রহ করুন। নিউক্লিক অ্যাসিড গবেষণা, 1-12।
লোেনেন, ডাব্লুএএম, ড্রায়ডেন, ডিটিএফ, র্যালি, ইএ, এবং উইলসন, জিজি (2013)। টাইপ আই সীমাবদ্ধতা এনজাইম এবং তাদের আত্মীয়দের। নিউক্লিক অ্যাসিড গবেষণা, 1-25।
নাথানস, ডি, এবং স্মিথ, এইচও (1975)। সীমাবদ্ধতা ডিএনএ অণু বিশ্লেষণ এবং পুনর্গঠন এন্ডোনুক্লেজ। Annu। রেভ। বায়োচেম, 273–293।
নে, এম, এবং তাজিমা, এফ (1981)। সীমাবদ্ধতা অনুসারে ডিএনএ পলিমারফিজম সনাক্তযোগ্য end জেনেটিক্স, 145-163।
পিংগাউড, এ।, ফক্স্রেইটার, এম।, পিংগাউড, ভি।, এবং ওয়েন্ডে, ডাব্লু। (2005) সেলুলার এবং মলিকুলার লাইফ সায়েন্সেস টাইপ দ্বিতীয় সীমাবদ্ধতা এন্ডোনোকলিজ: কাঠামো এবং প্রক্রিয়া। সিএমএলএস সেলুলার এবং আণবিক জীবন বিজ্ঞান, 62, 685-707।
রবার্টস, আর। (2005) কীভাবে সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলি আণবিক জীববিজ্ঞানের ওয়ার্কস ঘোড়া হয়ে ওঠে। পিএনএএস, 102 (17), 5905–5908।
রবার্টস, আরজে, এবং মারে, কে। (1976)। সীমাবদ্ধতা জৈব রসায়নের সমালোচনা পর্যালোচনা, (নভেম্বর), 123-164।
স্টডার্ডার্ড, বিএল (2005)। হোমিং এন্ডোনুক্লিজ গঠন এবং ফাংশন। বায়োফিজিক্সের ত্রৈমাসিক পর্যালোচনা, 1-47।
টক, এমআর, এবং ড্রাইডেন, ডিটিএফ (2005)। সীমাবদ্ধতা এবং বিরোধী-সীমাবদ্ধতার জীববিজ্ঞান। মাইক্রোবায়োলজিতে বর্তমান মতামত, 8, 466–472।
উইলসন, জিজি, এবং মারে, এনই (1991)। সীমাবদ্ধতা এবং পরিবর্তন সিস্টেম। Annu। রেভ। জিনেট, 25, 585-627।
উ, জেড।, এবং মৌ, কে। (2016)। ক্যাম্পিলোবাস্টার জিজুনি ভাইরাস এবং জনসংখ্যার জেনেটিক্সের জিনোমিক অন্তর্দৃষ্টি। Infec। অপ। Transl। মেড।, 2 (3), 109–119।
ইউয়ান, আর। (1981) বহুমুখী বিধিনিষেধ এন্ডনোক্লিজেসের গঠন এবং প্রক্রিয়া। Annu। রেভ। বায়োচেম, 50, 285-315।

সীমাবদ্ধতা এনজাইম: ফাংশন, প্রকার এবং উদাহরণ - জীববিদ্যা - 2025