Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Biologie

Waarom bevatten bacteriën van nature restrictie -enzymen?

Bacteriën bevatten natuurlijk restrictie -enzymen als een verdedigingsmechanisme tegen binnenvallende virussen (bacteriofagen) . Hier is hoe het werkt:

* Virale DNA -invasie: Bacteriofagen injecteren hun DNA in bacteriecellen en proberen de machines van de cel te kapen om zichzelf te repliceren.

* Beperkingsenzymherkenning: Beperkingsenzymen, specifiek voor elke bacteriële stam, herkennen en knippen specifieke DNA -sequenties. Deze sequenties, genaamd restrictie -sites , zijn vaak afwezig in het bacteriële DNA maar aanwezig in het binnenvallende faag -DNA.

* DNA -afbraak: Wanneer het restrictie -enzym een restrictieplaats in het faag -DNA tegenkomt, snijdt het het DNA, waardoor het virus effectief wordt uitgeschakeld en de replicatie ervan wordt voorkomen.

In wezen werken restrictie -enzymen als moleculaire schaar, knippen het buitenlandse DNA en beschermen de bacteriën tegen virale infectie.

Hier zijn enkele extra punten:

* specificiteit: Elk restrictie -enzym heeft een unieke herkenningslocatie, zodat het eigen DNA van de bacteriën intact blijft.

* methylering: Bacteriën hebben ook methylatiesystemen die hun eigen DNA op de restrictie-locaties wijzigen, waardoor zelfvernietiging door hun eigen beperkingsenzymen wordt voorkomen.

* evolutionaire betekenis: Dit afweermechanisme is een belangrijk element in de voortdurende evolutionaire strijd tussen bacteriën en virussen. Naarmate virussen evolueren om restrictie -enzymen te ontwijken, reageren bacteriën door nieuwe restrictie -enzymen te evolueren of hun methyleringspatronen te modificeren.

Dus, restrictie -enzymen spelen een cruciale rol bij het overleven van bacteriële, waardoor ze virale infecties kunnen bestrijden en hun genetische integriteit kunnen behouden. Dit natuurlijke afweermechanisme is ook door wetenschappers benut voor verschillende toepassingen in moleculaire biologie en biotechnologie.