Co to są enzymy restrykcyjne?

Enzymy restrykcyjne są enzymami, które rozpoznają poszczególne sekwencje DNA i rozszczepiają je, oddzielając nici DNA u dwóch, gdzie znajdują sekwencje, które zostały zakodowane.Istnieje wiele zastosowań do enzymów ograniczenia, być może w szczególności w rekombinowanej technologii DNA, która pozwala naukowcom manipulować informacjami genetycznymi.Rekombinowany DNA jest stosowany do wszystkiego, od opracowywania produktów terapeutycznych, takich jak insulina, po leczenie, po modyfikowanie upraw.

Enzymy te są izolowane z bakterii.W bakteriach chronią organizm przed obcym DNA, przecinając DNA, gdy jest rozpoznawany przez ciało bakterii.Bakterie wykorzystują technikę zwaną modyfikacją ograniczeń, aby chronić się przed enzymami ogranicznymi, zapewniając, że enzymy nie włączają DNA samej bakterii.Jako mechanizm samoobrony enzymy restrykcyjne są doskonałe, zapobiegając replikacji obcego DNA w ciele poprzez fragmentowanie go.

Odkryto liczne enzymy ograniczników, a więcej jest stale odkrywane w procesie znanym jako mapowanie enzymu ogranicznika.Kilka laboratoriów produkuje enzymy ograniczające do sprzedaży badaczom i innym laboratoriom.Każdy enzym ogranicznika został zakodowany w celu reagowania na określoną sekwencję nukleotydów, a sekwencja jest zwykle palindromem, czytającą te same wsteczne i do przodu.Gdy enzym ogranicznika znajduje rozpoznawaną sekwencję, przecina obie nici podwójnej struktury helisy DNA, oddzielając ją.Utworzy również wiele fragmentów, jeśli zidentyfikuje więcej niż jedną kopię sekwencji, którą zna.

Niektóre enzymy ograniczników wycięte prosto na podwójną helisę, tworząc tak zwane tępe końce.Inni wycinają w różnych punktach po innych stronach, wykonując postrzępiony cięcie zwane „lepkie końce”.W obu przypadkach enzym znany jako ligaza DNA można zastosować do przyłączenia się do kawałka DNA z odciętym DNA, o ile dwie części mają uzupełniające się końce.Tę technikę można zastosować do włożenia nowego DNA do genomu i do manipulowania genomem, jakby przyprawić elementy dwóch różnych puzzli.

W niektórych przypadkach enzym ogranicznika jest kodowany dla tak zwanego jednoznaczne rozpoznawanie,co oznacza, że rozpoznaje tylko bardzo specyficzne sekwencje.Inne są kodowane pod kątem niejednoznacznego rozpoznawania, szukając sekwencji, w których specyficzne nukleotydy nawiązują wszelkie nukleotydy.Korzystając z znanych enzymów restrykcyjnych, naukowcy mogą selektywnie wyciąć próbkę DNA na fragmenty znane jako fragmenty ograniczników.