Co je endonukleáza?
Endonukleáza je specializovaný enzym, který je schopen přerušit vazby mezi nukleovými kyselinami v polynukleotidovém řetězci, čímž se získají dva fragmenty. Tyto enzymy mohou působit jak v DNA, tak v RNA, aby se vyřízly z vlákna. Některé endonukleázy, známé jako restrikční endonukleázy, útočí na specifická místa v řetězcích RNA a DNA a rozpoznávají konkrétní sekvence. Tyto enzymy jsou velmi cenné ve vědeckém výzkumu, když lidé chtějí schopnost editovat genetické informace, jako v genetickém inženýrství.
Naproti tomu exonukleáza může odříznout genetický materiál pouze na konci řetězce DNA nebo RNA. Endonukleázy jsou používány bakteriemi a archaea jako součást jejich obranných mechanismů. Některá z prvních pozorování těchto enzymů v akci pocházejí z výzkumu bakterií a bakterie se používají k produkci endonukleáz ve velkém měřítku pro výzkumné účely.
V bakterii je endonukleáza navržena tak, aby odrazila virové útoky nasekáním cizí DNA tak, aby se stala nefunkční. Organismus chrání svou vlastní DNA před působením endonukleázy prostřednictvím procesu známého jako methylace. Methylace brání působení endonukleázy a zajišťuje, aby DNA organismu zůstala neporušená. Cizí DNA však nemá takové štěstí a endonukleáza úhledně odřízne páteř DNA na dvou místech a odřízne ji tak, aby vytvořila oddělené řetězce. V závislosti na tom, které endonukleázy se jedná, mohou být tyto události „tupé“ nebo „lepkavé“, což znamená, kde je DNA nebo RNA přerušena.
Vědci mohou použít známé restrikční endonukleázy k odštěpení DNA v požadovaných cílových oblastech, čímž vytvoří vhodný bod inzerce. V tomto bodě lze vložit nový genetický materiál s cílem koaxilovat expresi zcela nového genu. To lze použít k tomu, aby se do plodin zavedla rezistence k herbicidům, aby zemědělci mohli postřikovat pole, aby udrželi plevel.
Laboratoře, které vyrábějí endonukleázy, prodávají své produkty vědcům a jiným laboratořím. Laboratoř popisuje způsoby, jak může produkt působit, a umožňuje vědcům určit, který produkt bude pro jejich žádoucí použití nejvhodnější. Práce s endonukleázami může být složitá a vyžaduje trpělivost a dovednosti. Jeden by mohl považovat enzym jako restrikční endonukleázu za velmi malou a velmi jemnou sadu nůžek, které mohou být použity k vytvoření projektu, ale mohou také selhat, pokud se s nimi nebude správně zacházet, řezat na špatném místě nebo se vůbec nepřiříznout.