由一道选择题引发的思考

滕喜全

在高中生物必修和选修中，关于基因工程的问题中，有这样一道题目：

下列有关限制酶的说法不正确的是（ ）

A.限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布

B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列

C.不同的限制酶切割DNA的切点不同

D.限制酶的作用之一可用来提取目的基因

这是一道普通的选择题，答案是A，其实对于限制酶我们还应该更多地去了解，去思考。

限制酶是限制性核酸内切酶的简称，它是20世纪60年代在细菌中发现的，后来在真核生物酵母菌中也有发现。作为一种特殊的酶，具有其特殊的地方：能够识别自己的特定作用位点，并且在特定的位点将DNA切开。因为其具有这个特性，在基因工程中作为工具酶可以将目的基因从DNA片段上切割下来，也能将质粒切开，从而可以将目的基因和质粒连接起来，形成重组质粒导入受体细胞。那么在基因工程中如此重要的一种工具，其在微生物细胞内到底有什么作用呢？

其实限制酶作为存在于微生物细胞内的一种酶，在微生物细胞内起着非常重要的作用，它相当于人体的“免疫系统”，人体具有强大的免疫系统，在病原体侵入人体后，依靠其强大的免疫能力，将病原体杀死，从而保证人体正常生命活动的进行。那么作为单细胞微生物，没有专门的免疫系统，它们怎样阻止病原体侵入，或侵入后杀死病原体呢？

细菌作為单细胞的生物，其常常受到噬菌体的侵染，是不是所有的噬菌体都能侵染成功呢？答案是否定的。当噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳留在了细胞的外面，进入到细菌内的只有噬菌体的DNA，当其进入细菌细胞内后，细菌细胞内的限制酶就会识别出噬菌体的DNA序列，从而在特定的位点将其切割成几段，切断的噬菌体的DNA不再进行复制和蛋白质外壳的合成，从而避免了细菌细胞的死亡，起到保护细菌的作用。

那么细菌细胞内的限制酶为什么不切割细胞内自己的DNA呢？细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入侵的DNA可以降解掉，生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶，也不会使自身的DNA被切断。

由此我们总结得出：限制酶是一种存在于细胞等细胞内的具有“免疫”功能的特殊物质。

编辑 王梦玉