一、限制性内切酶

1.限制性内切酶的发现

限制性内切酶是一类识别双链DNA内部特定核苷酸序列的DNA水解酶。它们以内切的方式水解DNA，产生5′-P和3′-OH末端。那么其中的“限制性”又是什么意思呢？对于限制性内切酶的研究还要追溯到20世纪中期。

在1952—1953年，Luria、Bertani与他们各自的团队在研究噬菌体时，发现了宿主控制性现象。瑞士人Arber的团队采用放射性同位素标记发现，噬菌体在入侵时，其DNA被降解掉，而宿主自身的DNA并不降解。因此，他们提出了限制—修饰（R-M）假说。限制修饰系统是存在于细菌等一些原核生物体内，可保护自身免于外来DNA（如噬菌体）侵入的一个系统，包括限制和修饰两个方面的作用。限制是指细菌的限制性核酸酶对入侵DNA的降解作用，这就限制了外源DNA侵入造成的危害。修饰是指细菌的修饰酶对自身DNA碱基分子的甲基化等化学修饰作用，经修饰酶修饰后的DNA分子可免遭细菌限制酶的降解作用。“限制”是对入侵DNA的防御，而“修饰”是对自身DNA分子的保护。Arber发现了具有“限制”功能的切割酶，也就是限制性内切酶，这种酶后来被广泛地应用于基因工程的研究中，Arber也因此获得了1978年度诺贝尔生理学或医学奖。

2.限制性内切酶的类型和命名

限制性内切酶主要有三种类型：Ⅰ型限制性内切酶为复合功能酶，具有限制和修饰两种功能，但在DNA链上切点识别特异性差，没有固定的切割位点，不产生特异性片段；Ⅱ型限制性内切酶，切点识别特异性强，识别序列和切割序列一致，广泛应用于基因工程操作；Ⅲ型限制性内切酶与I型相似，但Ⅲ型酶有特异性的切割位点。I型和Ⅲ型酶在基因工程研究中的应用价值不大，通常所说的限制性内切酶都是指Ⅱ型酶。