化學信息
基本信息
中文名稱： 脫氧核糖核酸酶
中文別名： DNA酶
英文名稱： deoxyribonuclease,DNase I
英文別名： DNAase,Deoxyribonucleate 5′-oligonucleotido-hydrolase
純度： ≥2,000 Kunitz units/mg protein
CAS號： 9003-98-9
性狀描述
灰色至類白色粉末。
用途說明
用於改造蛋白樣品中的DNA。
貯存條件
-20℃儲存。
危險說明
安全等級：S22-24/25
簡介
Skaggs 化學生物學院的 Gerald F. Joyce 教授領導的研究組，利用體外演化的方法將RNA 酶轉化成了DNA酶，這將有助於了解有關生命的一個最基本問題，即生命如何由RNA世界演化為今天的以DNA和蛋白質為基礎的細胞形式。
新研究顯示RNA酶要轉化成具有同等功能的為 DNA酶，僅僅需要少數幾個關鍵變異的演化步驟。
地球早期生命的基因信息與催化功能都是依靠RNA來完成。這項研究也揭示出這種RNA 轉變為 DNA 過程的演化路徑可能也存在於其它與核酸相似的物質中。因此，這項研究的新發現將有助於了解生命基礎結構以及其如何演化。
許多可能是原始前RNA的分子都具有能與自身和 RNA 形成鹼基配對結構的能力。新的研究則顯示，RNA酶演化改變為具相同催化功能的DNA酶(deoxyribozyme)可能是通過隨機變異和選擇而產生的。
這項研究以體外演化方式將RNA 核酸酶轉化成相對應的脫氧核糖核酸酶。Ribozyme 首先利用與 RNA 相同序列、但不具催化活性的DNA 分子組成。在加入大量含隨機變異的DNA 分子並進行體外演化後，DNA酶獲得與最初 ribozyme 相同的酶活性。
這種體外演化方式能提供快速將ribozyme 轉化為相對應DNA核醣酶體。該研究通過在實驗室內進行多個世代的演化獲得的信息還將可能用於治療與診斷等領域DNA聚合酶（DNApolymeraseI）最早於1955年發現，而較具有實驗價值及實用性的KlenowfragmentofE.Coli則是於70年代的初期由Dr.H.Klenow所發現，但由於此酶不耐高溫，高溫能使之變性,因此不符合使用高溫變性的聚合酶鏈式反應。現今所使用的酶(簡稱Taqpolymerase),則是於1976年從溫泉中的細菌（Thermusaquaticus）分離出來的。它的特性就在於能耐高溫，是一個很理想的酶，但它被廣泛運用則於80年代之後。PCR最初的原始雛形概念是類似基因修復複製，它是於1971年由Dr.KjellKleppe提出。他發表了第一個單純且短暫性基因複製（類似PCR前兩個周期反應）的實驗。而現今所發展出來的PCR則於1983由Dr.KaryB.Mullis發展出的，Dr.Mullis當年服務於PE公司，因此PE公司在PCR界有著特殊的地位。Dr.Mullis並於1985年與Saiki等人正式表了第一篇相關的論文。此後，PCR的運用一日千里，相關的論文發表質量可以說是令眾多其它研究方法難望其項背。隨後PCR技術在生物科研和臨床套用中得以廣泛套用，成為分子生物學研究的最重要技術。Mullis也因此獲得了1993年諾貝爾化學獎。
PCR原理
DNA的半保留複製是生物進化和傳代的重要途徑。雙鏈DNA在多種酶的作用下可以變性解鏈成單鏈，在DNA聚合酶與啟動子的參與下，根據鹼基互補配對原則複製成同樣的兩分子挎貝。在實驗中發現，DNA在高溫時也可以發生變性解鏈，當溫度降低後又可以復性成為雙鏈。因此，通過溫度變化控制DNA的變性和復性，並設計引物做啟動子，加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的體外複製。
但是，DNA聚合酶在高溫時會失活，因此，每次循環都得加入新的DNA聚合酶，不僅操作煩瑣，而且價格昂貴，制約了PCR技術的套用和發展。發現耐熱DNA聚契約酶--Taq酶對於PCR的套用有里程碑的意義，該酶可以耐受90℃以上的高溫而不失活，不需要每個循環加酶，使PCR技術變得非常簡捷、同時也大大降低了成本，PCR技術得以大量套用，並逐步套用於臨床。
PCR過程
1.DNA變性（90℃-96℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，氫鍵斷裂，形成單鏈DNA.退火（25℃-65℃）：系統溫度降低，引物與DNA模板結合，形成局部雙鏈。
3.延伸（70℃-75℃）：在Taq酶（在72℃左右最佳的活性）的作用下，以dNTP為原料，從引物的5′端→3′端延伸，合成與模板互補的DNA鏈。
每一循環經過變性、退火和延伸，DNA含量既增加一倍。
現在有些PCR因為擴增區很短，即使Taq酶活性不是最佳也能在很短的時間內複製完成，因此可以改為兩步法，即退火和延伸同時在60℃-65℃間進行，以減少一次升降溫過程，提高了反應速度。
〔PCR檢測〕PCR反應擴增出了高的拷貝數，下一步檢測就成了關鍵。螢光素（溴乙錠）染色凝膠電泳是最最常用的檢測手段。電泳法檢測特異性是不太高的，因此引物兩聚體等非特異性的雜交體很容易引起誤判。但因為其簡捷易行，成為了主流檢測方法。
