探索生命《生物學》99
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1.
每條染色體，由一條非常長的雙股螺旋DNA分子組成。現代DNA重組技術讓分子生物學家，能夠從一大堆基因中分離出他想要的基因。我們可從下面的比喻看出，切割一小段基因是多麼艱鉅的挑戰。
2.
用你的想像力，將紗線想成DNA分子，實際生活上的紗線長度大約比一段真實DNA鏈大上10萬倍。
3.
在這樣的比例下，真實DNA鍊上1個基因的平均長度，大約等於紗線的5公分；而細胞核內的DNA的總長度，大約等於100英里（160.9公里）的紗線。
4.
要如何在這個長的基因鍊上取下1個基因？第一步是，將長條的DNA分子鍊，切割成數個較小、較容易處理的片段；只要有切割的酵素，就可以辦到這一點。
5.
切個DNA的酵素稱為限制酶restriction enzymes。限制酶，這種特化的蛋白質分子大約有數百種，每一種限制酶都有其負責辨識的特定核甘酸鹼基序列，只要DNA鍊一出現限制酶負責的核甘酸鹼基序列，限制酶就動手割斷DNA鍊。
6.
舉例來說，有一種限制酶稱為EcoRI，他負責分辨DNA分子以下這種鹼基序列：
7.
只要EcoRI限制酶發現這個序列，它就會在鹼基G和A之間切下，製造出二條鹼基無法成對的單股核甘酸尾巴，這單股核甘酸尾巴稱為黏狀末端sticky
ends。
8.
限制酶切開的單股核甘酸尾巴，被稱為黏狀末端的原因是，它們能與其他鹼基互補的單股DNA以氫鍵鍵結，或者說黏起來：
9.
限制酶能分辨出二股核甘酸序列是回文的DNA片段；回文的意思是，其中一股核甘酸由左而右的鹼基順序，剛好是另一股核甘酸由右而左的鹼基順序。
10.
因此，當限制酶沿著DNA分子移動，辨識出它要找的鹼基回文序列，限制酶就會動手割開這二股DNA分子。不論限制酶在哪裡發現它要找的鹼基回文序列，它都會動手切開這二股DNA分子。
11.
限制酶沿著DNA切割完成後，出現各種DNA片段混合物，有些DNA片段比較短，有些DNA片段比較長；混合物中的DNA片段是長是短，要看使用的是何種限制酶，限制酶要切割的核甘酸序列在DNA上的出現頻率。
12.
舉例來說，如果G-A-A-T-T-C序列在DNA是偶爾才出現一次，限制酶EcoRI大約每隔4096個鹼基對，才會找到G-A-A-T-T-C序列，動手切割DNA一次。
13.
如果基因工程人員要動手切割的是人類的DNA，人類的DNA有30億個鹼基對，這樣切割出來的DNA片段數量將非常地龐大。
（意思是，縱使限制酶每隔4093個鹼基對才動手切割一次，但是因為人類的DNA共有30億個鹼基對，最後切出來的DNA片段仍是多得數不清）
並且，在為數眾多的DNA片段中，只有1段是基因工程人員可能會有興趣的。
14.
事實上，限制酶可能是偵測、定位出含有它想要的基因的目標序列，就直接衝向目標基因，動手切割下這一截基因，然後就停止活動了。
（不是前一段描述的，限制酶沿著DNA鍊邊走邊找，一遇到目標序列就切割，限制酶到處切割，切出一大堆DNA片段，再從中找一塊想要的）。
15.
「限制酶定位清楚後，直接切下一截想要的DNA片段」的作法，又稱為「散彈槍法shotgun
approach」。（限制酶直接射中目標序列，就像散彈槍直接射中目標一樣）
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