Que sont les enzymes de restriction?
Les enzymes de restriction sont des enzymes qui reconnaissent des séquences d'ADN particulières et les clivent, séparant un brin d'ADN en deux partout où ils trouvent les séquences pour lesquelles ils ont été codés. Il existe de nombreuses applications pour les enzymes de restriction, notamment dans la technologie de l’ADN recombinant, qui permet aux scientifiques de manipuler les informations génétiques. L'ADN recombiné est utilisé pour tout, du développement de produits thérapeutiques comme l'insuline pour le traitement médical à la modification des cultures.
Ces enzymes sont isolées à partir de bactéries. Dans les bactéries, ils protègent l'organisme de l'ADN étranger en coupant l'ADN lorsqu'il est reconnu par le corps de la bactérie. Les bactéries utilisent une technique appelée modification de restriction pour se protéger de leurs enzymes de restriction, en veillant à ce que ces dernières n'activent pas l'ADN de la bactérie elle-même. En tant que mécanisme d'autodéfense, les enzymes de restriction sont excellents et empêchent la réplication d'ADN étranger dans le corps en le fragmentant.
De nombreuses enzymes de restriction ont été découvertes et d'autres sont constamment découvertes dans le cadre d'un processus appelé cartographie des enzymes de restriction. Plusieurs laboratoires produisent des enzymes de restriction à vendre aux chercheurs et à d’autres laboratoires. Chaque enzyme de restriction a été codée pour répondre à une séquence particulière de nucléotides, et la séquence est généralement un palindrome, lisant les mêmes en arrière et en avant. Lorsqu'une enzyme de restriction trouve la séquence qu'elle reconnaît, elle coupe les deux brins de la structure en double hélice de l'ADN et la sépare. Il créera également plusieurs fragments s'il identifie plus d'une copie de la séquence qu'il connaît.
Certaines enzymes de restriction coupent directement à travers la double hélice, créant ce qu'on appelle des extrémités émoussées. D'autres coupent en différents points sur d'autres côtés, faisant une coupe déchiquetée appelée «extrémités collantes». Dans les deux cas, une enzyme appelée ADN ligase peut être utilisée pour joindre un morceau d'ADN à l'ADN coupé, à condition que les deux les portions ont des extrémités complémentaires. Cette technique peut être utilisée pour insérer un nouvel ADN dans un génome et pour manipuler un génome, un peu comme si on assemblait les pièces de deux puzzles différents.
Dans certains cas, une enzyme de restriction est codée pour ce que l’on appelle la reconnaissance non ambiguë, ce qui signifie qu’elle ne reconnaît que des séquences très spécifiques. D'autres sont codés pour une reconnaissance ambiguë, recherchant des séquences dans lesquelles des nucléotides spécifiques encadrent des nucléotides. En utilisant des enzymes de restriction connues, les chercheurs peuvent extraire sélectivement un échantillon d’ADN en fragments appelés fragments de restriction.