Hva er restriksjonsenzymer?

Restriksjonsenzymer er enzymer som gjenkjenner spesielle DNA-sekvenser og spalter dem, og skiller en DNA-streng i to uansett hvor de finner sekvensene de er kodet til å gjenkjenne. Det finnes en rekke bruksområder for restriksjonsenzymer, kanskje mest kjent i rekombinant DNA-teknologi som gjør det mulig for forskere å manipulere genetisk informasjon. Rekombinant DNA brukes til alt fra å utvikle terapeutiske produkter som insulin for medisinsk behandling til å modifisere avlinger.

Disse enzymene er isolert fra bakterier. I bakterier beskytter de organismen mot fremmed DNA ved å hakke opp DNA når den blir gjenkjent av bakteriens kropp. Bakterier bruker en teknikk som kalles restriksjonsmodifisering for å beskytte seg mot deres restriksjonsenzymer, og sikre at enzymene ikke slår på DNAet til selve bakterien. Som en selvforsvarsmekanisme er restriksjonsenzymer utmerket, og forhindrer replikering av fremmed DNA i kroppen ved å fragmentere det.

Tallrike restriksjonsenzymer er blitt oppdaget, og flere blir stadig avdekket i en prosess kjent som kartlegging av restriksjonsenzym. Flere laboratorier produserer restriksjonsenzymer å selge til forskere og andre laboratorier. Hvert restriksjonsenzym har blitt kodet for å svare på en bestemt sekvens av nukleotider, og sekvensen er vanligvis en palindrome, som leser den samme bakover og fremover. Når et restriksjonsenzym finner den sekvensen den gjenkjenner, skjærer det gjennom begge strengene av den doble helixstrukturen til DNAet, og skiller det. Det vil også lage flere fragmenter hvis det identifiserer mer enn en kopi av sekvensen den kjenner.

Noen restriksjonsenzymer kutter rett over den doble helixen, og skaper det som er kjent som stumpe ender. Andre kutter på forskjellige punkter på andre sider, og lager et skåret kutt som kalles "klissete ender." I begge tilfeller kan et enzym kjent som DNA-ligase brukes til å koble et stykke DNA til det avskårne DNA, så lenge de to deler har komplementære ender. Denne teknikken kan brukes til å sette inn nytt DNA i et genom, og til å manipulere et genom, som å passe sammen bitene i to forskjellige gåter.

I noen tilfeller blir et restriksjonsenzym kodet for det som er kjent som entydig gjenkjennelse, noe som betyr at det bare gjenkjenner veldig spesifikke sekvenser. Andre er kodet for tvetydig gjenkjennelse, på jakt etter sekvenser der spesifikke nukleotider bracketer eventuelle nukleotider. Ved å bruke kjente restriksjonsenzymer kan forskere selektivt snipe opp en prøve av DNA i fragmenter kjent som restriksjonsfragmenter.