Vad är en endonukleas?

Ett endonukleas är ett specialiserat enzym som kan bryta bindningarna mellan nukleinsyror i en polynukleotidkedja, vilket ger två fragment. Dessa enzymer kan verka i både DNA och RNA för att skära inifrån en tråd. Vissa endonukleaser, kända som restriktionsendonukleaser, attackerar specifika ställen inom strängar av RNA och DNA, och känner igen specifika sekvenser. Dessa enzymer är mycket värdefulla i vetenskaplig forskning när människor vill ha förmågan att redigera genetisk information, som i genteknik.

Däremot kan ett exonukleas endast skära bort genetiskt material i slutet av en DNA-sträng eller RNA. Endonukleaser används av bakterier och archaea som en del av deras försvarsmekanismer. Några av de tidigaste observationerna av dessa enzymer i aktion kommer från forskning om bakterier, och bakterier används för att producera endonukleaser i stor skala för forskningsändamål.

Inom en bakterie är ett endonukleas utformat för att avvisa virusattacker genom att hugga upp främmande DNA så att det blir icke-funktionellt. Organismen skyddar sitt eget DNA från endonukleasens verkningar genom en process som kallas metylering. Metylering förhindrar endonukleaset från att verka, vilket säkerställer att organismernas DNA lämnas intakt. Utländskt DNA är emellertid inte så lyckligt, och endonukleasen kommer snyggt att snäva ryggraden i DNA på två platser och bryta det för att skapa separata strängar. Beroende på vilket endonukleas som är involverat kan händelserna vara "trubbiga" eller "klibbiga", med hänvisning till var i strängen DNA eller RNA avbryts.

Forskare kan använda kända restriktionsendonukleaser för att snäva DNA i önskade målområden, vilket skapar en bekväm införingspunkt. Nytt genetiskt material kan införas vid denna tidpunkt, med målet att koaxera uttrycket av en helt ny gen. Detta kan användas för att göra saker som att införa herbicidbeständighet mot grödor så att jordbrukare kan spruta fält för att hålla nere ogräs.

Labs som tillverkar endonukleaser säljer sina produkter till forskare och andra labb. Laboratoriet beskriver hur en produkt kan agera, vilket gör det möjligt för forskare att bestämma vilken produkt som är bäst lämpad för deras önskade användningar. Att arbeta med endonukleaser kan vara knepigt och det kräver tålamod och skicklighet. Man kan tänka på ett enzym som en restriktionsendonukleas som en mycket liten och mycket finare sax som kan användas för att skapa ett projekt, men kan också fungera om den inte hanteras korrekt, klippa på fel plats eller inte klippa alls.