Las enzimas de restricción son producidas naturalmente por bacterias. Desde su descubrimiento, han jugado un papel fundamental en la ingeniería genética. Estas enzimas reconocen y cortan en lugares específicos de la doble hélice del ADN y han hecho posible avances en áreas como la terapia genética y la producción farmacéutica.
Una enzima de restricción es un nombre más común para una endonucleasa de restricción. Las enzimas de restricción son proteínas que se encuentran en las células bacterianas que reconocen ADN corto específico (ácido desoxirribonucleico y terapias génicas).
Hay miles de enzimas de restricción diferentes, cada una con el nombre de la bacteria de la que se originó. Estas enzimas reconocen y cortan cientos de secuencias de ADN únicas, generalmente de cuatro a siete unidades de base de longitud. Los científicos seleccionan qué enzima de restricción específica usar en función del resultado deseado.
Las enzimas de restricción funcionan dirigiéndose a una secuencia específica de pares de bases en el ADN. El ADN tiene cuatro bases de nucleótidos que se emparejan; pares de adenina con timina y pares de citosina con guanina. La enzima de restricción hace que ambas hebras del ADN se rompan, lo que a menudo resulta en moléculas de ADN con bases no apareadas que sobresalen o extremos pegajosos. Estos extremos pegajosos se pueden unir con pares de bases de ADN complementarios cortados con la misma enzima de restricción, incluso si el ADN es de una especie completamente diferente.
Para que un gen funcione, simplemente no se puede insertar directamente en una célula. Primero, los científicos deben usar enzimas de restricción para empalmar o cortar el gen que quieren usar. La misma enzima de restricción se usa luego para abrir el ADN en una célula huésped, o vector, que entrega el ADN. El vector puede ser bacteriano o viral. Si el objetivo es producir grandes cantidades del gen deseado, normalmente se utilizan células bacterianas. Si el objetivo es la terapia génica, se utiliza una célula viral modificada que puede infectar partes específicas de una célula para integrar el nuevo material genético.
El descubrimiento de las enzimas de restricción ha abierto las puertas a los avances científicos en la terapia génica y en los productos farmacéuticos. En 1982, la insulina humana producida en bacterias modificadas genéticamente fue el primer producto recombinante aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos para uso comercial. Algunos científicos esperan que la terapia génica finalmente pueda conducir a tratamientos para enfermedades como el cáncer, las enfermedades cardíacas, el SIDA y la fibrosis quística.