Hvad er en endonuklease?
En endonuklease er et specialiseret enzym, der er i stand til at bryde bindingerne mellem nukleinsyrer i en polynukleotidkæde, hvilket giver to fragmenter. Disse enzymer kan virke i både DNA og RNA for at skære inden i en streng. Visse endonukleaser, kendt som restriktionsendonukleaser, angriber specifikke steder inden for strenge af RNA og DNA, og genkender bestemte sekvenser. Disse enzymer er meget værdifulde i videnskabelig forskning, når mennesker ønsker evnen til at redigere genetisk information, som i genteknologi.
I modsætning hertil kan en exonuclease kun skære væk genetisk materiale i slutningen af en DNA eller RNA streng. Endonukleaser bruges af bakterier og archaea som en del af deres forsvarsmekanismer. Nogle af de tidligste observationer af disse enzymer i aktion kommer fra forskning på bakterier, og bakterier bruges til at producere endonukleaser i stor skala til forskningsformål.
I en bakterie er en endonuklease designet til at afvise virale angreb ved at hugge fremmed DNA, så det bliver ikke-funktionelt. Organismen beskytter sit eget DNA mod endonukleasens handlinger gennem en proces, der kaldes methylering. Methylering forhindrer endonukleasen i at virke, hvilket sikrer, at organismenes DNA forbliver intakt. Udenlandsk DNA er imidlertid ikke så heldig, og endonukleasen vil pænt snuppe rygraden i DNA'et to steder og skille det op for at skabe separate strenge. Afhængig af hvilken endonuklease der er tale om, kan begivenhederne være "stumpe" eller "klæbrige", idet der henvises til hvor i strengen DNA eller RNA er afbrudt.
Forskere kan bruge kendte restriktionsendonukleaser til at snipse DNA i ønskede målområder, hvilket skaber et praktisk indsættelsespunkt. Nyt genetisk materiale kan indsættes på dette tidspunkt med det mål at coaxere ekspressionen af et helt nyt gen. Dette kan bruges til at gøre ting som at indføre herbicidresistens over for afgrøder, så landmænd kan sprøjte marker for at holde ukrudt nede.
Labs, der fremstiller endonukleaser, sælger deres produkter til forskere og andre laboratorier. Laboratoriet beskriver måderne, hvorpå et produkt kan handle, hvilket giver forskere mulighed for at bestemme, hvilket produkt der er bedst egnet til deres ønskede anvendelse. Det kan være vanskeligt at arbejde med endonukleaser, og det kræver tålmodighed og dygtighed. Man kunne tænke på et enzym som en restriktionsendonuklease som et meget lille og meget fin saks, der kan bruges til at fremstille et projekt, men kan også fungere som funktionsfejl, hvis det ikke håndteres korrekt, skære på det forkerte sted eller ikke klippe overhovedet.