Co to jest endonukleaza?
Endonukleaza jest wyspecjalizowanym enzymem zdolnym do zerwania wiązań między kwasami nukleinowymi w łańcuchu polinukleotydowym, z wytworzeniem dwóch fragmentów. Enzymy te mogą działać zarówno w DNA, jak i RNA, odcinając od nici. Niektóre endonukleazy, zwane endonukleazami restrykcyjnymi, atakują określone miejsca w niciach RNA i DNA, rozpoznając określone sekwencje. Enzymy te są bardzo cenne w badaniach naukowych, gdy ludzie chcą mieć możliwość edytowania informacji genetycznej, tak jak w inżynierii genetycznej.
Natomiast egzonukleaza może jedynie odcinać materiał genetyczny na końcu nici DNA lub RNA. Endonukleazy są wykorzystywane przez bakterie i archeony jako część ich mechanizmów obronnych. Niektóre z najwcześniejszych obserwacji działania tych enzymów pochodzą z badań nad bakteriami, a bakterie są wykorzystywane do produkcji endonukleaz na dużą skalę do celów badawczych.
W bakterii endonukleaza ma za zadanie odpierać ataki wirusowe poprzez siekanie obcego DNA, dzięki czemu staje się niefunkcjonalny. Organizm chroni własne DNA przed działaniem endonukleazy poprzez proces znany jako metylacja. Metylacja zapobiega działaniu endonukleazy, zapewniając, że DNA organizmu pozostaje nienaruszone. Jednak obce DNA nie ma tyle szczęścia, a endonukleaza starannie przecina kręgosłup DNA w dwóch miejscach, rozcinając go, tworząc oddzielne pasma. W zależności od tego, która endonukleaza jest zaangażowana, zdarzenia mogą być „tępe” lub „lepkie”, odnosząc się do tego, gdzie w nici DNA lub RNA jest odcięty.
Naukowcy mogą wykorzystać znane endonukleazy restrykcyjne do wycięcia DNA w pożądanych obszarach docelowych, tworząc wygodny punkt wstawienia. W tym miejscu można wstawić nowy materiał genetyczny, aby zwiększyć ekspresję zupełnie nowego genu. Może to być wykorzystane do takich celów, jak wprowadzenie odporności roślin na herbicydy, aby rolnicy mogli opryskiwać pola, aby powstrzymać chwasty.
Laboratoria produkujące endonukleazy sprzedają swoje produkty badaczom i innym laboratoriom. Laboratorium opisuje sposoby działania produktu, umożliwiając naukowcom określenie, który produkt byłby najbardziej odpowiedni do zamierzonych zastosowań. Praca z endonukleazami może być trudna i wymaga cierpliwości i umiejętności. Można by pomyśleć o enzymie takim jak endonukleaza restrykcyjna jako o bardzo małym i bardzo delikatnym zestawie nożyczek, które mogą być użyte do stworzenia projektu, ale mogą również działać nieprawidłowo, jeśli nie będą właściwie obsługiwane, przecinając niewłaściwe miejsce lub w ogóle nie przecinając.