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細菌細胞は、どのようにして独自のDNAを制限酵素から保護しますか?

バクテリアは、制限酵素の破壊的な力から独自のDNAを保護するためのいくつかの巧妙な戦略を進化させました。

1。変更システム:

* メチル化: これは最も一般的で効果的な防御メカニズムです。細菌は、メチルトランスフェラーゼと呼ばれる特殊な酵素を使用します 特定のDNA配列にメチル基(CH3)を追加します。これらの修正は、細菌DNAを外来DNAと区別する「タグ」のように機能します。

* 制限酵素 非常に特異的であり、 *未修飾 *の認識部位でDNAのみを切断します。したがって、細菌DNAのメチル化部位は、制限酵素から「保護」されています。

* 例: ECORI制限酵素は、シーケンスGAATTCを認識します。 *e。 coli*、GAATTC配列は、特定のメチルトランスフェラーゼによってメチル化されており、ECORIが細菌DNAを切断するのを防ぎます。

2。 特殊な制限酵素:

* I型制限酵素: これらの酵素はより複雑で、より長いシーケンスを認識しています。また、認識部位の近くの特定の場所でメチル基をDNAに追加する「メチルトランスフェラーゼ」活性も持っています。

* タイプIII制限酵素: これらの酵素は、近接して2つの異なる配列を認識し、DNAをカットする「ペア」として機能します。

* 自己保護: これらの酵素は、細菌ゲノムでメチル化されていない特定の部位で切断することにより、細菌DNAを保護するように設計されています。

3。 除外メカニズム:

* コンパートメント化: 一部の細菌は、特定のコンパートメント内でDNAを隔離することができ、制限酵素がそれにアクセスするのを効果的に防ぐことができます。

* 表面修正: 特定の細菌は、細胞表面を変更して、制限酵素の侵入をブロックできます。

4。 進化的適応:

* 変異: 時間が経つにつれて、細菌DNAは変異して、制限酵素の認識部位を変化させることができます。

* 水平遺伝子導入(HGT): 細菌は、HGTを介して制限酵素をコードするものを含む新しい遺伝子を獲得できます。これらの新しい遺伝子は、細菌ゲノムに組み込まれ、新しい防御メカニズムの進化に寄与する可能性があります。

要約すると、細菌は修飾システム、特殊な制限酵素、除外メカニズム、およびこれらの酵素を利用して外来DNAを破壊するためにこれらの酵素を利用しながら、独自のDNAを制限酵素から保護するための進化的適応の組み合わせを使用します。

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