Che cos'è un endonucleasi?

Un endonucleasi è un enzima specializzato in grado di rompere i legami tra acidi nucleici in una catena di polinucleotidi, producendo due frammenti. Questi enzimi possono agire sia nel DNA che nell'RNA per tagliare dall'interno di un filamento. Alcuni endonucleasi, noti come endonucleasi di restrizione, attaccano siti specifici all'interno di filamenti di RNA e DNA, riconoscendo sequenze particolari. Questi enzimi sono molto preziosi nella ricerca scientifica quando le persone vogliono la capacità di modificare le informazioni genetiche, come nell'ingegneria genetica.

Al contrario, un esonucleasi può solo tagliare il materiale genetico alla fine di un filamento di DNA o RNA. Le endonucleasi sono utilizzate da batteri e archei come parte dei loro meccanismi difensivi. Alcune delle prime osservazioni di questi enzimi in azione provengono dalla ricerca sui batteri e i batteri vengono utilizzati per produrre endonucleasi su larga scala a fini di ricerca.

All'interno di un batterio, un'endonucleasi è progettata per respingere gli attacchi virali tagliando il DNA estraneo in modo che diventi non funzionale. L'organismo protegge il proprio DNA dalle azioni dell'endonucleasi attraverso un processo noto come metilazione. La metilazione impedisce all'endonucleasi di agire, garantendo che il DNA dell'organismo venga lasciato intatto. Il DNA straniero, tuttavia, non è così fortunato, e l'endonucleasi taglierà ordinatamente la spina dorsale del DNA in due punti, tagliandolo per creare fili separati. A seconda dell'endonucleasi, gli eventi possono essere "contundenti" o "appiccicosi", riferendosi al punto in cui il DNA o l'RNA è reciso.

I ricercatori possono utilizzare endonucleasi di restrizione note per tagliare il DNA nelle aree target desiderate, creando un comodo punto di inserimento. A questo punto è possibile inserire nuovo materiale genetico, con l'obiettivo di convincere l'espressione di un gene completamente nuovo. Questo può essere usato per fare cose come l'introduzione della resistenza agli erbicidi alle colture in modo che gli agricoltori possano spruzzare i campi per contenere le erbacce.

I laboratori che producono endonucleasi vendono i loro prodotti a ricercatori e altri laboratori. Il laboratorio descrive i modi in cui un prodotto può agire, consentendo ai ricercatori di determinare quale prodotto sarebbe più adatto per gli usi desiderati. Lavorare con endonucleasi può essere complicato e richiede pazienza e abilità. Si potrebbe pensare a un enzima come un'endonucleasi di restrizione come un set di forbici molto piccolo e molto schizzinoso che può essere usato per realizzare un progetto, ma può anche funzionare male se non gestito correttamente, tagliare nel punto sbagliato o non riuscire a tagliare affatto.