Hauptunterschied – Typ I vs. Typ II Restriktionsenzym
Ein Restriktionsenzym, besser bekannt als Restriktionsendonuclease, hat die Fähigkeit, DNA-Moleküle in kleine Fragmente zu sp alten. Dieser Sp altungsprozess findet in der Nähe oder an einer speziellen Erkennungsstelle des DNA-Moleküls statt, die als Restriktionsstelle bezeichnet wird. Eine Erkennungsstelle besteht typischerweise aus 4-8 Basenpaaren. Abhängig von der Sp altungsstelle können Restriktionsenzyme vier verschiedenen Typen angehören; Typ I, Typ II, Typ III und Typ IV. Bei der Unterscheidung von Restriktionsenzymen in vier Gruppen werden neben dem Ort der Sp altung auch Faktoren wie die Zusammensetzung, der Bedarf an Cofaktoren und die Beschaffenheit der Zielsequenz berücksichtigt. Während der Sp altung des DNA-Moleküls kann die Sp altstelle entweder an der Restriktionsstelle selbst oder von der Restriktionsstelle entfernt sein. Während des Prozesses der DNA-Sp altung erzeugen die Restriktionsenzyme zwei Einschnitte durch jedes der Zuckerphosphat-Rückgrate in der Doppelhelix der DNA. Restriktionsenzyme kommen hauptsächlich in Achaea und Bakterien vor. Sie nutzen diese Enzyme als Abwehrmechanismus gegen die eindringenden Viren. Die Restriktionsenzyme sp alten die fremde (pathogene) DNA, nicht aber die eigene DNA. Seine eigene DNA wird durch ein Enzym namens Methyltransferase geschützt, das Modifikationen in der Wirts-DNA vornimmt und eine Sp altung verhindert. Das Restriktionsenzym Typ I besitzt eine Sp altstelle, die von der Erkennungsstelle entfernt ist. Restriktionsenzyme vom Typ II sp alten innerhalb der Erkennungsstelle selbst oder in einem geringeren Abstand dazu. Dies ist der Hauptunterschied zwischen den Restriktionsenzymen Typ I und Typ II.
Was ist Typ-I-Restriktionsenzym?
Restriktionsenzyme vom Typ I sind pentamere Proteine, die aus drei mehreren Untereinheiten bestehen: Restriktionsuntereinheit, Methylierungsuntereinheit und DNA-Sequenzerkennungsuntereinheit. Diese Untereinheiten sind nicht identisch. Sie wurden zunächst in zwei verschiedenen Formen von Escherichia coli identifiziert. Die Sp altstelle dieser Restriktionsenzyme ist an verschiedenen zufälligen Punkten vorhanden, typischerweise 1000 Basenpaare von der Erkennungsstelle entfernt. Diese Restriktionsenzyme benötigen zu ihrer Aktivierung ATP, Mg2+ und S-Adenosyl-L-Methionin. Restriktionsenzyme vom Typ I besitzen sowohl Methylase- als auch Restriktionsaktivitäten. Bakterien verwenden Restriktionsenzyme als zellulären Abwehrmechanismus gegen eindringende Viren. Restriktionsenzyme sp alten virale DNA und zerstören sie. Aber um die Sp altung seiner eigenen Wirts-DNA zu verhindern, bietet das Typ-I-Restriktionsenzym einen Methylierungsschutz. Dies modifiziert die Wirts-DNA und verhindert die Sp altung. Obwohl diese Restriktionsenzyme biochemisch wichtig sind, werden sie nicht weit verbreitet verwendet, da sie keine diskreten Restriktionsfragmente oder Gelbindungsmuster liefern.
Was sind Typ-II-Restriktionsenzyme?
Restriktionsenzyme vom Typ II enth alten zwei identische Untereinheiten in ihrer Struktur. Homodimere werden durch Restriktionsenzyme vom Typ II mit den Erkennungsstellen gebildet. Die Erkennungsstellen sind typischerweise palindromisch und ungeteilt. Es hat eine Länge von 4-8 Basenpaaren. Im Gegensatz zu Typ I ist die Sp altstelle des Restriktionsenzyms Typ II an der Erkennungsstelle oder in geringem Abstand zur Erkennungsstelle vorhanden.
Abbildung 02: Restriktionsenzyme vom Typ II
Diese Restriktionsenzyme sind biochemisch bedeutsam und im Handel weit verbreitet. Für seine Aktivierung benötigt es nur Mg2+ Es hat keine Methylierungsaktivität und bietet nur die Funktion der Restriktionsaktivität. Diese Restriktionsenzyme binden als Homodimere an die DNA-Moleküle und haben die Fähigkeit, symmetrische DNA-Sequenzen sowie asymmetrische Sequenzen zu erkennen.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Typ-I- und Typ-II-Restriktionsenzymen?
- Restriktionsenzyme vom Typ I und Typ II sind Arten von Enzymen, die Restriktionsendonucleasen sind, die an der Sp altung von DNA-Molekülen in kleinere Fragmente beteiligt sind.
- Beide sind in molekularbiologischen Techniken nützlich.
Was ist der Unterschied zwischen Typ-I- und Typ-II-Restriktionsenzymen?
Restriktionsenzym Typ I vs. Typ II |
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| Typ-I-Restriktionsenzym ist ein DNA-Restriktionsenzym, das DNA an zufälligen Stellen weit entfernt von ihrer Erkennungsstelle sp altet. | Restriktionsenzym Typ II ist ein DNA-Restriktionsenzym, das DNA an definierten Positionen in der Nähe oder innerhalb der Erkennungsstelle sp altet. |
| Zusammensetzung | |
| Restriktionsenzym Typ I ist ein komplexes Enzym, das aus drei (03) nicht identischen Untereinheiten besteht. | Restriktionsenzym Typ II ist ein einfaches Enzym, das aus zwei identischen Untereinheiten besteht. |
| Molekulargewicht | |
| Restriktionsenzym Typ I wiegt 400.000 D alton. | Restriktionsenzym Typ II hat einen Gewichtsbereich von 20.000 – 100.000 D alton. |
| Sp altung | |
| Sp altsequenz ist nicht spezifisch für das Restriktionsenzym Typ I. | Restriktionsenzym Typ II hat eine spezifische Sp altungssequenz. |
| Sp altstelle | |
| Die Sp altungsstelle ist 1000 Nukleotide von der Erkennungsstelle in Typ-I-Restriktionsenzymen entfernt. | Die Sp altstelle befindet sich an der Erkennungsstelle oder in kurzer Entfernung von der Erkennungsstelle im Typ-II-Restriktionsenzym. |
| Kofaktoren zur Aktivierung | |
| Typ-I-Restriktionsenzym benötigt ATP, Mg2+ und S-Adenosyl-L-Methionin für seine Aktivierung. | Nur Mg2+ ist erforderlich, um das Restriktionsenzym Typ II zu aktivieren. |
| Methylierungsaktivität | |
| Das Typ-I-Enzym schützt die DNA durch Methylierung. | Keine Methylierungsaktivität bei Restriktionsenzymen vom Typ II. |
| Aktivität des Enzyms | |
| Das Restriktionsenzym Typ I bietet sowohl Endonuklease- (Restriktions-) als auch Methylierungsaktivitäten. | Typ-II-Restriktionsenzym bietet nur Restriktionsaktivität. |
| Beispiele | |
| EcoK, EcoB | Hind II, EcoRI |
Zusammenfassung – Typ I vs. Typ II Restriktionsenzym
Restriktionsenzyme werden als biologische Scheren bezeichnet, die DNA-Moleküle in kleinere Substanzen sp alten. Restriktionsenzyme werden nach Lage der Sp altstelle in Bezug auf die Erkennungsstelle, vorhandenen Co-Faktoren, Zusammensetzung und Beschaffenheit der Zielsequenz in 04 verschiedene Kategorien eingeteilt. Typ-I-Restriktionsenzyme benötigen zu ihrer Aktivierung ATP, Mg2+, und S-Adenosyl-L-Methionin. Die Sp altstelle des Typ-I-Restriktionsenzyms ist typischerweise 1000 Basenpaare von der Erkennungsstelle entfernt vorhanden und bietet der DNA den Methylaseschutz. Restriktionsenzyme vom Typ II benötigen für ihre Aktivierung nur Mg2+. Die Sp altstelle ist an der Erkennungsstelle oder in deren Nähe vorhanden. Es hat keine Methylierungsaktivität und ist im Handel weit verbreitet. Dies ist der Unterschied zwischen Restriktionsenzym Typ I und Restriktionsenzym Typ II.
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