Ποια είναι τα ένζυμα περιορισμού;

Τα ένζυμα περιορισμού είναι ένζυμα που αναγνωρίζουν συγκεκριμένες αλληλουχίες ϋΝΑ και τα διασπώνται, διαχωρίζοντας ένα κλώνο DNA σε δύο οπουδήποτε βρίσκουν τις αλληλουχίες που έχουν κωδικοποιηθεί για να αναγνωρίσουν.Υπάρχουν ορισμένες εφαρμογές για ένζυμα περιορισμού, ίσως κυρίως σε ανασυνδυασμένη τεχνολογία DNA, η οποία επιτρέπει στους επιστήμονες να χειρίζονται γενετικές πληροφορίες.Το ανασυνδυασμένο ϋΝΑ χρησιμοποιείται για τα πάντα, από την ανάπτυξη θεραπευτικών προϊόντων όπως η ινσουλίνη για ιατρική θεραπεία έως την τροποποίηση των καλλιεργειών.Στα βακτήρια προστατεύουν τον οργανισμό από το ξένο DNA, κόβοντας το DNA όταν αναγνωρίζεται από το σώμα του βακτηρίου.Τα βακτήρια χρησιμοποιούν μια τεχνική που ονομάζεται τροποποίηση περιορισμού για να προστατευθεί από τα ένζυμα περιορισμού τους, εξασφαλίζοντας ότι τα ένζυμα δεν ενεργοποιούν το DNA του ίδιου του βακτηρίου.Ως μηχανισμός αυτοάμυνας, τα ένζυμα περιορισμού είναι εξαιρετικοί, εμποδίζοντας την αντιγραφή του ξένου DNA στο σώμα, κατακερματίζοντας το.Αρκετά εργαστήρια παράγουν ένζυμα περιορισμού για να πουλήσουν σε ερευνητές και άλλα εργαστήρια.Κάθε ένζυμο περιορισμού έχει κωδικοποιηθεί για να ανταποκριθεί σε μια συγκεκριμένη ακολουθία νουκλεοτιδίων και η αλληλουχία είναι συνήθως ένα παλινδρόμιο, διαβάζοντας τα ίδια προς τα πίσω και προς τα εμπρός.Όταν ένα ένζυμο περιορισμού βρίσκει την αλληλουχία που αναγνωρίζει, κόβει και τα δύο κλώνοι της δομής διπλής έλικας του DNA, χωρίζοντάς το.Θα δημιουργήσει επίσης πολλά θραύσματα εάν προσδιορίζει περισσότερα από ένα αντίγραφα της ακολουθίας που γνωρίζει.

Μερικά ένζυμα περιορισμού που κόβονται κατευθείαν κατά μήκος της διπλής έλικας, δημιουργώντας αυτό που είναι γνωστό ως αμβλύ τελειώνει.Άλλοι κόβουν σε διαφορετικά σημεία σε άλλες πλευρές, κάνοντας μια οδοντωτή περικοπή που αναφέρεται ως "κολλώδη άκρα".Και στις δύο περιπτώσεις, ένα ένζυμο γνωστό ως DNA λιγάση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ενταχθεί σε ένα κομμάτι DNA στο κομμένο DNA, εφόσον τα δύο τμήματα έχουν συμπληρωματικά άκρα.Αυτή η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εισαγωγή νέου DNA σε ένα γονιδίωμα και για να χειριστεί ένα γονιδίωμα, σαν να ταιριάζει μαζί τα κομμάτια των δύο διαφορετικών παζλ.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα ένζυμο περιορισμού κωδικοποιείται για αυτό που είναι γνωστό ως αδιαμφισβήτητη αναγνώριση,Αυτό σημαίνει ότι αναγνωρίζει μόνο πολύ συγκεκριμένες ακολουθίες.Άλλοι κωδικοποιούνται για διφορούμενη αναγνώριση, αναζητώντας αλληλουχίες στις οποίες συγκεκριμένα νουκλεοτίδια βραβεύουν τυχόν νουκλεοτίδια.Χρησιμοποιώντας γνωστά ένζυμα περιορισμού, οι ερευνητές μπορούν να αποκόψουν επιλεκτικά ένα δείγμα DNA σε θραύσματα γνωστά ως θραύσματα περιορισμού.