L'industria biotecnologica impiega enzimi di restrizione per mappare il DNA e tagliare e unire per usarlo nell'ingegneria genetica. Trovato in batteri, un enzima di restrizione riconosce e si attacca a una particolare sequenza di DNA, e quindi separa le spine dorsali della doppia elica. Le estremità non uniformi o "appiccicose" che risultano dal taglio sono ricongiunte dall'enzima della ligasi, riporta il Dolan DNA Learning Center. Gli enzimi di restrizione hanno portato a progressi significativi nella biotecnologia.
Storia antica
Secondo l'Access Excellence, gli scienziati Werner Arbor e Stewart Linn hanno identificato due enzimi che impedivano la crescita di virus nei batteri di E. coli in gli anni '60. Scoprirono che uno degli enzimi, chiamato "nucleasi di restrizione", tagliava il DNA in diversi punti lungo la lunghezza del filamento di DNA. Tuttavia, questo enzima ha separato la molecola in luoghi casuali. I biotecnologi avevano bisogno di uno strumento che potesse tagliare il DNA nei siti mirati in modo coerente.
Scoperta rivoluzionaria
Nel 1968, H.O. Smith, K.W. Wilcox e T.J. Kelley isolò il primo enzima di restrizione, l'HindII, che affettò ripetutamente molecole di DNA in una posizione specifica, il centro della sequenza, alla Johns Hopkins University. Più di 900 enzimi di restrizione sono stati identificati tra 230 ceppi di batteri da quel momento, secondo Access Excellence.
Mappatura del DNA
I genomi del DNA possono essere mappati attraverso l'uso di enzimi di restrizione, secondo per l'Enciclopedia di Medicina. Accertando l'ordine dei punti di enzima di restrizione nel genoma, cioè le posizioni in cui l'enzima si attaccherà, gli scienziati possono analizzare il DNA. Questa tecnica, nota come Polimorfismo della lunghezza del frammento di restrizione, può essere utile nella tipizzazione del DNA, in particolare quando è necessario verificare l'identità di un frammento di DNA da una scena del crimine.
Generazione del DNA ricombinante
l'uso di enzimi di restrizione è fondamentale nella generazione di DNA ricombinante, che è la combinazione di frammenti di DNA di due organismi non correlati. Nella maggior parte dei casi, un plasmide (DNA batterico) è combinato con un gene di un secondo organismo. Durante il processo, gli enzimi di restrizione digeriscono o tagliano il DNA da entrambi i batteri e l'altro organismo, provocando frammenti di DNA con estremità compatibili, riporta l'Enciclopedia dei medicinali. Queste estremità vengono poi incollate insieme mediante l'uso di un altro enzima o ligasi.
Tipi di enzimi di restrizione
Secondo l'Università di Strathclyde a Glasgow, esistono tre tipi principali di enzimi di restrizione. Il tipo I distingue una particolare sequenza lungo la molecola del DNA ma separa solo un filamento della doppia elica. Inoltre, emette nucleotidi sul sito del taglio. Un altro enzima deve seguire per tagliare il secondo filamento di DNA. Il Tipo II riconosce una particolare sequenza e taglia entrambi i filamenti di DNA vicino o all'interno del sito mirato. Il tipo III taglierà i due fili del DNA a una distanza predeterminata dal sito di riconoscimento.
