DNAフィンガープリントで制限酵素はどのように使用されますか

制限酵素は、特定の領域で二本鎖DNAを切断するために使用できるエンドヌクレアーゼの一種です。これらにより、研究者はゲノムDNAから目的のDNAフラグメントを取得できます。 DNAフィンガープリントでは、制限酵素を使用してDNAを切断し、STRのバンドパターンを取得できます。

制限酵素は、特定の配列で鎖の中央にある二本鎖DNAを切断するエンドヌクレアーゼです。それらは、組換えDNA技術、分子クローニング、制限酵素断片多型（RFLP）分析、DNAマッピングなど、さまざまなゲノム研究で使用されます。DNAフィンガープリントは、DNAまたは特定の生物のDNAプロファイル。 DNAプロファイルは、ショートタンデムリピート（STR）と呼ばれるタイプの繰り返し要素に基づいて生成されます。 DNAフィンガープリンティング中に、STR領域が制限酵素で消化され、DNAプロファイルと呼ばれるバンドパターンが取得されます。.

対象となる主要分野

1.制限酵素とは –定義、機能、機能 2.DNAフィンガープリントで制限酵素はどのように使用されますか –DNAフィンガープリントにおける制限酵素の役割

重要な用語：DNAフィンガープリント、制限酵素、制限認識サイト、ショートタンデムリピート（STR）

制限酵素とは

制限酵素は、制限認識部位として知られる特定のDNA配列で二本鎖DNAを切断するエンドヌクレアーゼです。したがって、それらは一種の生化学的はさみです。制限酵素は、バクテリオファージに対する防御のためにバクテリアによって自然に生成されます。これらの酵素はバクテリアから分離され、実験室でDNAを切断するために使用されます。制限酵素が正確な位置でDNAを切断する能力により、研究者はゲノムDNAから目的のDNAフラグメントを分離することができます。 2つの制限酵素の作用を図1に示します。

図1：制限酵素

DNAフィンガープリントで制限酵素はどのように使用されますか

DNAフィンガープリントでは、ショートタンデムリピート（STR）と呼ばれる繰り返し要素のパターンが分析されます。 STRは染色体のセントロメア領域に見られ、ゲノムの非コード領域に属しています。したがって、STRはサテライトDNAの一種です。したがって、ヌクレオチドのショート配列（2〜6塩基対）は、STRで可変回数繰り返されます。個人は与えられた遺伝子座で異なる数のSTRを持っているので。したがって、DNAプロファイルは特定の個人に固有です。その意味で、DNAフィンガープリントは、親子鑑定や法医学的調査における個人の識別に使用できます。 DNAフィンガープリント技術は1984年にSirAlecJeffreysによって開発されました。DNAフィンガープリントの手順を以下に説明します。

DNAは、血液、唾液、精液などの特定の生物学的サンプルから分離する必要があります。
STR領域はPCRによって増幅され、かなりの量のDNAが得られます。
増幅されたDNAは制限酵素で消化することができます。
フラグメントは、サイズに基づいてゲル電気泳動で分離できます。

いくつかの個人におけるSTRの異なるバンディングパターンを図2に示します。

図2：STRパターン

一般に、ヒトDNAは、ゲノム全体で700,000の制限認識部位で構成されています。したがって、STR領域内にもかなりの数の制限認識サイトがあります。特定の制限認識部位で制限酵素によりSTRを切断することにより、バンディングパターンを得ることができます。 STR領域では繰り返し数が変動するため、バンディングパターンも個人ごとに異なります。