基因的剪刀——限制酶(2页)Good is good, but better carries it
精益求精,善益求善
在生命工学领域里所使用的各种基因再组合技术中能把 DNA 和 RNA 的核酸随意剪切的功劳归功于“限制酶( restriction enzyme- 它又被称作基因的剪刀”这种独特的酶
1978 年,瑞士人亚伯,美国人那森斯和史密斯共同发现了它,因而获得了诺贝尔医学奖
这个酶有一个特性,它能在 DNA 中识别出特定的碱基序列,并像剪刀一样“切割”所识别出的碱基序列
正因限制酶的发现,人类可以在所有生物体的 DNA 中提取出讨论所需的特定部分了
剪切 DNA ,意思是断开碱基之间的磷酸二酯键( phosphodiester 即碱基之间的连接)
限制酶原本的作用是为了防备细菌,它能将侵入到自己细胞的病菌外部 DNA 剪切掉(病菌要比细菌小数十倍至数百倍)
当然,细菌自身也有能被限制酶攻击的 DNA 序列
我们可能觉得这会带来问题,其实不然,自身的 DNA 通过称作甲基化( methylation )的“特别包装方法”得到保护
意思是说,自身的 DNA 把连接部位的碱基 (adenine, cytosine) 包装起来,使自己的限制酶无法剪切自己
限制酶能识别出外部 DNA ,并只把外部的 DNA 剪切掉,这实在是太奇妙了
限制酶在 DNA 中准确地选择出特定的碱基序列并剪切
直到现在,人们发现了数百种的限制酶,它们都各自能识别出特定的碱基列
还有一种酶,能把剪切的 DNA 再连接上,这种酶名叫连接酶( ligase )
通过这种把所需的碱基剪切再连接的基因再造技术,人类从细菌中大量生产出了第一个生物工学药物——胰岛素,这给糖尿病患者带来了生命的福音
还有人体生长激素( HGH ),治疗血友病患者用的血液凝固因子等治疗用的蛋白质,抗体,疫苗等许多的医学药