ما هو النوكلياز الداخلي؟
نوكلياز داخلي هي مجموعة من الانزيمات التي تلتصق مع اجزاءمن سلسلة الفسفودیستر ضمن سلسلة النوكليوتيد . هناك عدد قليل من الطبقات الكبيرة من النوكلياز الداخلية تلتصق فقط في تسلسل النوكليوتيدات المحددة (مثل نوكليازات الاقتطاع الداخلية التي تعتبر حيوية في مجال التكنولوجيا الحيوية).[1] كما هناك نوكليازات إنزيمات الاقتطاع ، وعادة ما تسمى إنزيمات الاقتطاع . نوكلياز داخلي يتواجد في البكتيريا والعتائق(archea) أن يتعرف على تسلسل الحمض النووي محددة.[2] ويطلق على تسلسل النوكليوتيدات المعترف بها للانشقاق عن طريق إنزيمات الاقتطاع موقع الاقتطاع وغالبا ما تستخدم هذه الإنزيمات في الهندسة الوراثية لجعل الحمض النووي المؤتلف لتقديم داخل البكتيرية، والنبات، أو الخلايا الحيوانية، وكذلك في البيولوجيا التركيبية .[3]
على المستوى الجزيئي، يعمل الإجبار الجيني عن طريق الأنوكلياز الداخلي على قطع الصبغيات وإجبار الخلية على إصلاح الأضرار الناجمة عن نسخ تسلسل الجينات الإجبارية على الشريط المتضرر الذي ينتج نسختين متطابقتين على شريطي الصبغي. هذه التقنية هي مشتقة من تقنيات تعديل الجينوم، حيث تستخدم حقيقة أن الفواصل المزدوجة للشريطين يتم إصلاحها في كثير من الأحيان عن طريق التأشيب المتماثل إذا كان الجين متواجدا على كلا الشريطين. في حالات نادرة يتم الإصلاح بواسطة نهاية الروابك الغير متماثلة، في هذه الحالة بالذات الإجبار لا يعمل.
لتحقيق هذا الهدف، يجب أن تتكون وحدات جين النوكلياز الداخلي من عنصرين مترابطين:
سواء نوكلياز داخلي مؤلف أو نوكلياز داخلي موجهة بواسطة الحمض النووي الريبي (كمثال : Cas9 أو Cpf1). للحصول على وظيفة الانتشار التلقائي للجين، يجب أن يحتوي تسلسل الإصلاح هذا على تسلسل نوكلياز داخلي على الأقل.
يتسبل استهداف الجينات المعبر عنها، بإجبارها على الإنطفاء (الإسكات الجيني). بذلك يمكن إدخال تسلسلات إضافية في الجين الذي تم إجباره لترميز وظائف جديدة.