制限酵素
Q: DNAメチレーション(メチル化)とはなんですか？それは制限酵素反応にどのように影響しますか？
A:
DNAメチレーションはS-adenosylmethionineからcytosineやadenine上の数少ない可能性のある部位にメチル基DNAが転移する事による共有結合修飾です。
DNAメチレーションは、制限酵素反応、修飾、ミスマッチエラー修正（DNA修正過程）、真核遺伝子発現の制御などの生物学的過程に関与します。
原核生物において、adenineとcytosineのメチレーションは、N6-methyladenineを主なメチル基として、少ない頻度でN4-methylcytosineをメチル基として起こります。バクテリアのメチレーションは2つの機能を提供します；制限酵素による特異配列の切断から保護したり、ミスマッチエラーを修正（E. coliの5'-GATC-3'配列のA残基のメチレーションとして）します。さらにDNA複製開始の制御を行います。
真核生物では、cytosineのピリミジン環の5'でメチレーションが起こります。
動物では、主にG基の5'側に接したC基（CpGのような）に見られます。そのようにC基がメチル化されている場合、相補鎖のCも同様にメチル化されています。植物DNAでは、CpGに加えて、CpNpGpでもメチル化配列が見られます（Nは任意の塩基）。動物と比較して、植物はより高い割合でメチル化シトシンを含みます（植物：動物＝30%：2 - 5%）。
?菌株によりますが、E. coliは、アデニンやシトシンをメチル化できる4つの異なるメチラーゼを発現します。そのアデニンやシトシンが制限酵素部位にある場合、制限酵素による切断を保護します。
・最も広範囲にわたるメチラーゼ系は、M-Eco dam I methylase（dam遺伝子にコード）とM-Eco dcm I methylase（dcm遺伝子にコード）です。damメチラーゼはCATC配列を認識し、アデニンのN6をメチル化します。dcmメチラーゼはCC（A/T）GGを認識し内側のシトシンのC5をメチル化します。E. coliは同時に両方のメチラーゼを発現します。
・EcoBメチラーゼとEcoKメチラーゼは、同じ遺伝子座のecoB/ecoKにコードされます。そのため、E. coliはEcoBやEcoKを含むだけで、同時に両遺伝子を含みません。両メチラーゼはかなり長く、そのために希少なメチレーション部位（Am6ACGTGCとGCm6ACGTT）であり、あまり制限酵素切断に影響しません。
それ故、標準的な菌株由来のプラスミドDNAは部分的に切断されたり、メチレーション感受性の制限酵素により全く切断されなかったりします。これらのメチラーゼを欠失した菌株のプラスミドDNA調製を行う事によってメチレーションの影響を避ける事ができます。
哺乳類DNAや植物DNAを扱う際に、メチレーション問題が起こります。
真核ゲノムDNAのメチレーションパターンは、様々なメチレーション感受性アイソシゾマー（isoschizomers）を用いて調査できます。（例えば、Mbo IとSau3AIは、damメチラーゼでメチル化されるGCTAを認識し切断するアイソシゾマーです。Mbo IはGmATCを切断できませんが、Sau3AIはメチレーションの影響を受けずに切断できます。）
ノート：
・最も重要なクローニング株のリストとメチレーション感受性の情報は関連する酵素の製品説明書に記載されています。
・クラスII制限酵素（タイプII M）のサブグループは、切断部位としてメチル化認識配列を必要とします（例としてDpn I）。
DNAメチレーションは、制限酵素反応、修飾、ミスマッチエラー修正（DNA修正過程）、真核遺伝子発現の制御などの生物学的過程に関与します。
原核生物において、adenineとcytosineのメチレーションは、N6-methyladenineを主なメチル基として、少ない頻度でN4-methylcytosineをメチル基として起こります。バクテリアのメチレーションは2つの機能を提供します；制限酵素による特異配列の切断から保護したり、ミスマッチエラーを修正（E. coliの5'-GATC-3'配列のA残基のメチレーションとして）します。さらにDNA複製開始の制御を行います。
真核生物では、cytosineのピリミジン環の5'でメチレーションが起こります。
動物では、主にG基の5'側に接したC基（CpGのような）に見られます。そのようにC基がメチル化されている場合、相補鎖のCも同様にメチル化されています。植物DNAでは、CpGに加えて、CpNpGpでもメチル化配列が見られます（Nは任意の塩基）。動物と比較して、植物はより高い割合でメチル化シトシンを含みます（植物：動物＝30%：2 - 5%）。
?菌株によりますが、E. coliは、アデニンやシトシンをメチル化できる4つの異なるメチラーゼを発現します。そのアデニンやシトシンが制限酵素部位にある場合、制限酵素による切断を保護します。
・最も広範囲にわたるメチラーゼ系は、M-Eco dam I methylase（dam遺伝子にコード）とM-Eco dcm I methylase（dcm遺伝子にコード）です。damメチラーゼはCATC配列を認識し、アデニンのN6をメチル化します。dcmメチラーゼはCC（A/T）GGを認識し内側のシトシンのC5をメチル化します。E. coliは同時に両方のメチラーゼを発現します。
・EcoBメチラーゼとEcoKメチラーゼは、同じ遺伝子座のecoB/ecoKにコードされます。そのため、E. coliはEcoBやEcoKを含むだけで、同時に両遺伝子を含みません。両メチラーゼはかなり長く、そのために希少なメチレーション部位（Am6ACGTGCとGCm6ACGTT）であり、あまり制限酵素切断に影響しません。
それ故、標準的な菌株由来のプラスミドDNAは部分的に切断されたり、メチレーション感受性の制限酵素により全く切断されなかったりします。これらのメチラーゼを欠失した菌株のプラスミドDNA調製を行う事によってメチレーションの影響を避ける事ができます。
哺乳類DNAや植物DNAを扱う際に、メチレーション問題が起こります。
真核ゲノムDNAのメチレーションパターンは、様々なメチレーション感受性アイソシゾマー（isoschizomers）を用いて調査できます。（例えば、Mbo IとSau3AIは、damメチラーゼでメチル化されるGCTAを認識し切断するアイソシゾマーです。Mbo IはGmATCを切断できませんが、Sau3AIはメチレーションの影響を受けずに切断できます。）
ノート：
・最も重要なクローニング株のリストとメチレーション感受性の情報は関連する酵素の製品説明書に記載されています。
・クラスII制限酵素（タイプII M）のサブグループは、切断部位としてメチル化認識配列を必要とします（例としてDpn I）。
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