Wat zijn restrictie-enzymen?
Restrictie-enzymen zijn enzymen die bepaalde DNA-sequenties herkennen en deze splitsen, waarbij een DNA-streng in twee wordt gescheiden waar ze de sequenties vinden waarvoor ze zijn gecodeerd om te herkennen. Er zijn een aantal toepassingen voor restrictie-enzymen, misschien met name in recombinant-DNA-technologie waarmee wetenschappers genetische informatie kunnen manipuleren. Recombinant DNA wordt voor alles gebruikt, van het ontwikkelen van therapeutische producten zoals insuline voor medische behandeling tot het modificeren van gewassen.
Deze enzymen worden geïsoleerd uit bacteriën. In bacteriën beschermen ze het organisme tegen vreemd DNA door het DNA in stukken te hakken als het door het lichaam van de bacterie wordt herkend. Bacteriën gebruiken een techniek die restrictiemodificatie wordt genoemd om zichzelf te beschermen tegen hun restrictie-enzymen, en ervoor te zorgen dat de enzymen het DNA van de bacterie zelf niet inschakelen. Als zelfverdedigingsmechanisme zijn restrictie-enzymen uitstekend, die de replicatie van vreemd DNA in het lichaam voorkomen door het te fragmenteren.
Talrijke restrictie-enzymen zijn ontdekt, en meer worden constant ontdekt in een proces dat bekend staat als restrictie-enzymmapping. Verschillende laboratoria produceren restrictie-enzymen om aan onderzoekers en andere laboratoria te verkopen. Elk restrictie-enzym is gecodeerd om te reageren op een bepaalde sequentie van nucleotiden, en de sequentie is meestal een palindroom, die hetzelfde heen en weer leest. Wanneer een restrictie-enzym de sequentie vindt die het herkent, snijdt het door beide strengen van de dubbele helixstructuur van het DNA en scheidt het. Het zal ook meerdere fragmenten maken als het meer dan één kopie van de reeks identificeert die het kent.
Sommige restrictie-enzymen snijden dwars door de dubbele helix en creëren zogeheten stompe uiteinden. Anderen snijden op verschillende punten aan andere kanten, waardoor een gekartelde snede wordt aangeduid als "plakkerige uiteinden." porties hebben complementaire uiteinden. Deze techniek kan worden gebruikt om nieuw DNA in een genoom in te voegen en om een genoom te manipuleren, een beetje zoals het in elkaar passen van de stukjes van twee verschillende puzzels.
In sommige gevallen wordt een restrictie-enzym gecodeerd voor wat bekend staat als ondubbelzinnige herkenning, wat betekent dat het alleen zeer specifieke sequenties herkent. Anderen zijn gecodeerd voor ambigue herkenning, op zoek naar sequenties waarin specifieke nucleotiden eventuele nucleotiden ondersteunen. Met behulp van bekende restrictie-enzymen kunnen onderzoekers een DNA-monster selectief opdelen in fragmenten die restrictiefragmenten worden genoemd.