Ферменты в составе конкретной системы рестрикции модификации

Ферменты в составе конкретной системы рестрикции/модификации обладают одинаковой сайтспецифичностью, т. е. они распознают один и тот же участок dsflHK, реже — ssflHK. Процесс распознавания вызывает конформационные изменения и ферментов, и ДНК, что активизирует каталитические центры. Сайты распознавания обычно имеют длину 4-8 п. н.; они могут быть сплошными или прерывистыми, симметричными или асимметричными, уникальными или вырожденными. Обе активности — рестриктазную и метилазную — может проявлять один и тот же бифункциональный мультисубъединичный фермент, однако чаще всего это два разных фермента. «Парные» (англ, cognate — из одного источника) рестриктазы и метилазы не гомологичны друг другу. Более того, эндонуклеазы одного и того же типа и даже рестриктазы-изошизомеры (см. ниже) зачастую не являются взаимными гомологами. Метилазы, напротив, взаимно гомологичны.

Рестриктазы. Рестриктаза производит ds-разрезы ДНК. Однако она не может сделать это, если нуклеотиды в сайте узнавания подверглись пострепликативной модификации путем метилирования с помощью метилтрансферазы. ДНК в обладающих R/M-системой клетках специфически модифицирована по сайтам узнавания собственных рестриктаз, что предотвращает ее «самоубийственное» эндонуклеазное расщепление. Напротив, чужая (принадлежащая бактериофагу или конъюгативной плазмиде) немодифицированная ДэДНК становится субстратом рестрикции. В то же время R/M-системы, как правило, не воздействуют при генетической трансформации на экзогенную ДНК, которая переходит из ds-формы в ss-форму и в таком виде может беспрепятственно рекомбинировать с хозяйской хромосомой. Рестриктаза (эндо-ДНКаза) производит только один ds-разрез, так что в каждой нити сайта рестрикции без затраты энергии гидролизуется по одной сахарофосфатной связи. При разрезании образуются концевые 5′-фосфатные и З’-ОН группы. Сайт рестрикции находится либо внутри сайта узнавания, либо поблизости от него. Гораздо реже они взаимно дистанцированы; при этом положение сайта рестрикции строго не задано. Кофактором известных в настоящее время рестриктаз является Mg2+ или другой дивалентный катион; дополнительными кофакторами (не путать с расходуемыми субстратами) могут служить АТФ и S-аденозил-Ь-метионин.