由一道選擇題引發的思考

滕喜全

在高中生物必修和選修中，關于基因工程的問題中，有這樣一道題目：

下列有關限制酶的說法不正確的是（ ）

A.限制酶廣泛存在于各種生物中，微生物中很少分布

B.一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列

C.不同的限制酶切割DNA的切點不同

D.限制酶的作用之一可用來提取目的基因

這是一道普通的選擇題，答案是A，其實對于限制酶我們還應該更多地去了解，去思考。

限制酶是限制性核酸內切酶的簡稱，它是20世紀60年代在細菌中發現的，后來在真核生物酵母菌中也有發現。作為一種特殊的酶，具有其特殊的地方：能夠識別自己的特定作用位點，并且在特定的位點將DNA切開。因為其具有這個特性，在基因工程中作為工具酶可以將目的基因從DNA片段上切割下來，也能將質粒切開，從而可以將目的基因和質粒連接起來，形成重組質粒導入受體細胞。那么在基因工程中如此重要的一種工具，其在微生物細胞內到底有什么作用呢？

其實限制酶作為存在于微生物細胞內的一種酶，在微生物細胞內起著非常重要的作用，它相當于人體的“免疫系統”，人體具有強大的免疫系統，在病原體侵入人體后，依靠其強大的免疫能力，將病原體殺死，從而保證人體正常生命活動的進行。那么作為單細胞微生物，沒有專門的免疫系統，它們怎樣阻止病原體侵入，或侵入后殺死病原體呢？

細菌作為單細胞的生物，其常常受到噬菌體的侵染，是不是所有的噬菌體都能侵染成功呢？答案是否定的。當噬菌體侵染細菌時，其蛋白質外殼留在了細胞的外面，進入到細菌內的只有噬菌體的DNA，當其進入細菌細胞內后，細菌細胞內的限制酶就會識別出噬菌體的DNA序列，從而在特定的位點將其切割成幾段，切斷的噬菌體的DNA不再進行復制和蛋白質外殼的合成，從而避免了細菌細胞的死亡，起到保護細菌的作用。

那么細菌細胞內的限制酶為什么不切割細胞內自己的DNA呢？細菌中限制酶之所以不切斷自身DNA，是因為微生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，對于外源入侵的DNA可以降解掉，生物在長期演化過程中，含有某種限制酶的細胞，其DNA分子中或者不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細菌中含有某種限制酶，也不會使自身的DNA被切斷。

由此我們總結得出：限制酶是一種存在于細胞等細胞內的具有“免疫”功能的特殊物質。

編輯 王夢玉