滕喜全

在高中生物必修和選修中，關(guān)于基因工程的問(wèn)題中，有這樣一道題目：

下列有關(guān)限制酶的說(shuō)法不正確的是（ ）

A.限制酶廣泛存在于各種生物中，微生物中很少分布

B.一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列

C.不同的限制酶切割DNA的切點(diǎn)不同

D.限制酶的作用之一可用來(lái)提取目的基因

這是一道普通的選擇題，答案是A，其實(shí)對(duì)于限制酶我們還應(yīng)該更多地去了解，去思考。

限制酶是限制性核酸內(nèi)切酶的簡(jiǎn)稱，它是20世紀(jì)60年代在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的，后來(lái)在真核生物酵母菌中也有發(fā)現(xiàn)。作為一種特殊的酶，具有其特殊的地方：能夠識(shí)別自己的特定作用位點(diǎn)，并且在特定的位點(diǎn)將DNA切開(kāi)。因?yàn)槠渚哂羞@個(gè)特性，在基因工程中作為工具酶可以將目的基因從DNA片段上切割下來(lái)，也能將質(zhì)粒切開(kāi)，從而可以將目的基因和質(zhì)粒連接起來(lái)，形成重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞。那么在基因工程中如此重要的一種工具，其在微生物細(xì)胞內(nèi)到底有什么作用呢？

其實(shí)限制酶作為存在于微生物細(xì)胞內(nèi)的一種酶，在微生物細(xì)胞內(nèi)起著非常重要的作用，它相當(dāng)于人體的“免疫系統(tǒng)”，人體具有強(qiáng)大的免疫系統(tǒng)，在病原體侵入人體后，依靠其強(qiáng)大的免疫能力，將病原體殺死，從而保證人體正常生命活動(dòng)的進(jìn)行。那么作為單細(xì)胞微生物，沒(méi)有專門(mén)的免疫系統(tǒng)，它們?cè)鯓幼柚共≡w侵入，或侵入后殺死病原體呢？

細(xì)菌作為單細(xì)胞的生物，其常常受到噬菌體的侵染，是不是所有的噬菌體都能侵染成功呢？答案是否定的。當(dāng)噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，其蛋白質(zhì)外殼留在了細(xì)胞的外面，進(jìn)入到細(xì)菌內(nèi)的只有噬菌體的DNA，當(dāng)其進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)后，細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的限制酶就會(huì)識(shí)別出噬菌體的DNA序列，從而在特定的位點(diǎn)將其切割成幾段，切斷的噬菌體的DNA不再進(jìn)行復(fù)制和蛋白質(zhì)外殼的合成，從而避免了細(xì)菌細(xì)胞的死亡，起到保護(hù)細(xì)菌的作用。

那么細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的限制酶為什么不切割細(xì)胞內(nèi)自己的DNA呢？細(xì)菌中限制酶之所以不切斷自身DNA，是因?yàn)槲⑸镌陂L(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制，對(duì)于外源入侵的DNA可以降解掉，生物在長(zhǎng)期演化過(guò)程中，含有某種限制酶的細(xì)胞，其DNA分子中或者不具備這種限制酶的識(shí)別切割序列，或者通過(guò)甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識(shí)別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開(kāi)。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶，也不會(huì)使自身的DNA被切斷。

由此我們總結(jié)得出：限制酶是一種存在于細(xì)胞等細(xì)胞內(nèi)的具有“免疫”功能的特殊物質(zhì)。

編輯 王夢(mèng)玉