Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe beschermt bacteriële cel zijn eigen DNA tegen restrictie -enzymen?

Bacteriën hebben verschillende slimme strategieën ontwikkeld om hun eigen DNA te beschermen tegen de vernietigende kracht van restrictie -enzymen:

1. Modificatiesystemen:

* methylering: Dit is het meest voorkomende en effectieve afweermechanisme. Bacteriën gebruiken gespecialiseerde enzymen genaamd methyltransferasen om methylgroepen (CH3) toe te voegen aan specifieke DNA -sequenties. Deze modificaties werken als "tags" die het bacteriële DNA onderscheiden van buitenlands DNA.

* Beperkingsenzymen zijn zeer specifiek en alleen splitsen DNA op herkenningsplaatsen die *ongewijzigd *zijn. Daarom worden de gemethyleerde plaatsen in bacterieel DNA "beschermd" tegen de restrictie -enzymen.

* Voorbeeld: Het ECORI -restrictie -enzym herkent de sequentie -GAATTC. In *e. Coli*, de GaattC -sequentie wordt gemethyleerd door een specifieke methyltransferase, waardoor Ecori het bacteriële DNA niet snijdt.

2. Gespecialiseerde restrictie -enzymen:

* Type I Beperkingsenzymen: Deze enzymen zijn complexer en herkennen langere sequenties. Ze hebben ook een "methyltransferase" -activiteit die een methylgroep toevoegt aan het DNA op een specifieke locatie in de buurt van de herkenningslocatie.

* Type III Beperkingsenzymen: Deze enzymen herkennen twee verschillende sequenties in de nabijheid en werken als een "paar" om het DNA te snijden.

* Zelfbescherming: Deze enzymen zijn ontworpen om het bacteriële DNA te beschermen door te snijden op specifieke plaatsen die niet worden gemethyleerd in het bacteriële genoom.

3. Uitsluitingsmechanismen:

* compartimentering: Sommige bacteriën kunnen hun DNA in specifieke compartimenten sekwestreren, waardoor beperkingsenzymen effectief toegang hebben.

* Oppervlakte -aanpassingen: Bepaalde bacteriën kunnen hun celoppervlakken wijzigen om de invoer van restrictie -enzymen te blokkeren.

4. Evolutionaire aanpassing:

* mutaties: Na verloop van tijd kan bacterieel DNA muteren om herkenningsplaatsen voor restrictie -enzymen te veranderen.

* Horizontale genoverdracht (HGT): Bacteriën kunnen nieuwe genen verwerven, waaronder die coderingsbeperkingsenzymen, via HGT. Deze nieuwe genen kunnen worden opgenomen in het bacteriële genoom en bijdragen aan de evolutie van nieuwe afweermechanismen.

Samenvattend, bacteriën gebruiken een combinatie van modificatiesystemen, gespecialiseerde restrictie -enzymen, uitsluitingsmechanismen en evolutionaire aanpassingen om hun eigen DNA te beschermen tegen restrictie -enzymen terwijl deze enzymen worden gebruikt om binnendringende buitenlandse DNA te vernietigen.