Co to są enzymy restrykcyjne?
Enzymy restrykcyjne to enzymy, które rozpoznają poszczególne sekwencje DNA i rozszczepiają je, oddzielając nici DNA u dwóch, gdzie znajdują sekwencje, które zostały zakodowane. Istnieje wiele zastosowań do enzymów ograniczenia, być może w szczególności w rekombinowanej technologii DNA, która pozwala naukowcom manipulować informacjami genetycznymi. Rekombinowany DNA jest stosowany do wszystkiego, od opracowywania produktów terapeutycznych, takich jak insulina, po leczenie, po modyfikację upraw.
Te enzymy są izolowane z bakterii. W bakteriach chronią organizm przed obcym DNA, przecinając DNA, gdy jest on rozpoznawany przez ciało bakterii. Bakterie wykorzystują technikę zwaną modyfikacją ograniczeń, aby chronić się przed enzymami ogranicznymi, zapewniając, że enzymy nie włączają DNA samej bakterii. Jako mechanizm samoobrony enzymy restrykcyjne są doskonałe, zapobiegając replikacji obcego DNA w ciele poprzez fragmentowanie go.
nuOdkryto enzymy ożywiającego ograniczenia, a więcej są stale odkrywane w procesie znanym jako mapowanie enzymu ogranicznika. Kilka laboratoriów produkuje enzymy ograniczające do sprzedaży badaczom i innym laboratoriom. Każdy enzym ogranicznika został zakodowany w celu reagowania na określoną sekwencję nukleotydów, a sekwencja jest zwykle palindromem, czytającą te same wsteczne i do przodu. Gdy enzym ogranicznika znajduje rozpoznawaną sekwencję, przecina obie nici podwójnej struktury helisy DNA, oddzielając ją. Utworzy również wiele fragmentów, jeśli zidentyfikuje więcej niż jedną kopię sekwencji, którą zna.
Niektóre enzymy restrykcyjne przecinają prosto na podwójną helisę, tworząc tak zwane tępe końce. Inni wycinają w różnych punktach po innych stronach, wykonując postrzępiony cięcie zwane „lepkie końce”. W obu przypadkach do przyłączenia można użyć enzymu znanego jako ligaza DNAkawałek DNA do odciętego DNA, o ile dwie części mają uzupełniające się końce. Tę technikę można zastosować do wstawienia nowego DNA do genomu i do manipulowania genomem, jakby połączenie kawałków dwóch różnych łamigłówek.
W niektórych przypadkach enzym restrykcyjny jest kodowany dla tak zwanego jednoznacznego rozpoznawania, co oznacza, że rozpoznaje tylko bardzo specyficzne sekwencje. Inne są kodowane pod kątem niejednoznacznego rozpoznawania, szukając sekwencji, w których specyficzne nukleotydy nawiązują wszelkie nukleotydy. Korzystając z znanych enzymów restrykcyjnych, naukowcy mogą selektywnie wyciąć próbkę DNA w fragmenty znane jako fragmenty ograniczników.