基因工程操作的各种酶

基因工程操作中涉及一系列相互关联的酶促反应。已经知道有许多重要的核酸酶，如限制性内切核酸酶、外切核酸酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、反转录酶、DNA及RNA的修饰酶等，在基因工程的操作中有着广泛的用途。

1．限制性内切核酸酶

限制性内切核酸酶(restrictionendonuclease)是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列，并在合适的条件下使每一条链一定位点上的磷酸二酯键断开，产生具有3／―OH基团和5／―P基团的DNA片段的内切脱氧核糖核酸酶(endo-deoxyribonuclease)。至今发现的限制性内切核酸酶有I型酶、Ⅱ型酶和Ⅲ型酶，它们各具特性。基因工程中所说的限制性内切核酸酶都是指Ⅱ型酶。

限制性内切核酸酶把目的基因从只有四种碱基A、T、G、C组成的DNA长链(人类DNA长度为3X109个碱基对)中准确地剪切下来。每一种限制性内切核酸酶的识别位点是固定的，如EcoRI的识别位点是GAATTC及其互补序列CTTAAG。

1968年，沃纳?阿尔伯博士、丹尼尔?内森斯博士和汉密尔?史密斯博士第一次从大肠杆菌中提取出限制性内切核酸酶。该酶能够在DNA上寻找到特异的“切点”，认准后将DNA分子的双链交错地切断。至今人们已经分离提取出400多种限制性内切核酸酶。目前，人们可以从复杂的生物有机体基因组中，经过限制性内切核酸酶酶切消化等步骤，分离出目的基因。因其能够特异地切割DNA分子，人们常形象的将其比作“分子剪刀”。

2．DNA连接酶

DNA连接酶能够催化具有3／―OH基团和5／―P基团的DNA片段之间形成磷酸二酯键。在基因克隆中用来连接目的基因与载体。

3．DNA聚合酶

DNA聚合酶可以使单核苷酸通过磷酸二酯键加在寡核苷酸的3／―OH端，在基因克隆中用来补平缺口。尤其是具有耐热性质的DNA聚合酶的分离极大促进了基因等DNA片段的体外合成与扩增技术的发展。

4．反转录酶

反转录酶以RNA为模板合成DNA，即eDNA(complementaryDNA，互补DNA)。在基因克隆中常用来构建eDNA文库。

以上各种酶的发现和应用才使基因工程技术成为可能。