身为一位多年来在分子生物学实验室反复历练的研究员, 我对对核酸酶有着类似本能一般的敬畏以及熟悉。不少人听闻“核酸酶”这个词汇, 总会感觉高深难懂, 好像那是唯有基因编辑大师才能够触及的范畴。实际上, 它们仅仅是生物体内发挥切割核酸链功能的蛋白质工具。弄明白它们的分类, 犹如掌控了一把把具备不同规格的螺丝刀, 唯有挑选正确的工具, 才能够精确地处理实验里的问题。不管是进行PCR扩增, 还是开展克隆构建, 又或是最新的CRISPR基因编辑, 弄明白这些酶的习性特点,乃是实验成功的首要步骤。
什么是限制性内切酶及其作用
最经典的分子生物学里的“剪刀”是限制性内切酶核酸酶的种类, 它们大多来自细菌, 功能是分辨特定的DNA序列然后实施切割, 这类酶好似有着森严门禁系统的保安, 唯有瞥见正确的“密码”（特异性识别序列）, 才会着手切割, 常用的像EcoRI、BamHI等, 都能够生成粘性末端或者平末端, 这给后续的连接反应创造了极大的便利, 在传统的基因克隆实验中, 限制性内切酶差不多是不可缺少的核心工具。
它们的作用机制极为精妙, 可区分自身DNA与外源DNA, 细菌借甲基化修饰保护自身基因组免遭自己限制酶切割, 入侵的噬菌体DNA因无此修饰会被无情切断, 且这种防御机制不但保障了细菌生存, 也被人类科学家巧妙借用来成为重组DNA技术的基石, 没有它们, 现代生物技术或许还要在黑暗中摸索更久。
Nuclease和DNase/RNase有什么区别
我们能经常听到的DNase以及RNase, 是除限制酶之外的另一类重要核酸酶, 按名称含义来说,专门降解DNA的是DNase核酸酶的种类, 靶向RNA的乃是RNase, 两者的区别在于底物不一样, 应用场景也有着极大不同, 比如在提取RNA时, 为避免样本受污染, 必须得使用无RNase的实验耗材与环境, 这是因为RNase极为稳定且到处都有, 稍有失误就会致使实验失败。相比较而言, DNase常常被用于把残留在DNA样品里的基因组DNA给去除掉, 以此来保证接下来cDNA合成的纯度。
核酸酶是个概念更广泛的事儿, 它涵盖了所有能够水解核酸磷酸二酯键情形下的酶, 它既包含上述提到的具有特异性的酶, 还包含一些不具有特异性特点的外切酶或者内切酶, 在实际操作这个行为当中, 选择哪类酶是取决于你意欲保留些什么以及破坏些什么情况的, 比如, 在开展Southern blot前处理这个事情的时候, 或许需要借助DNase I来去除没有进行杂交操作的探针, 而在制备单链DNA模板这个行为时, 就有可能要用到S1核酸酶去切除单链区域了。将这些细微差别明确, 能够对你于设计实验方案之际, 予以更为从容不迫的协助, 防止出现走弯路的情况。
