La industria de la biotecnología emplea enzimas de restricción para mapear el ADN, así como para cortarlo y empalmarlo para su uso en ingeniería genética. Se encuentra en las bacterias, una enzima de restricción reconoce y se adhiere a una secuencia de ADN particular, y luego corta la columna vertebral de la doble hélice. Los extremos desiguales o "pegajosos" que resultan del corte se vuelven a unir con la enzima ligasa, informa el Dolan DNA Learning Center. Las enzimas de restricción han dado lugar a importantes avances en biotecnología.
Historia temprana
Según Access Excellence, los científicos Werner Arbor y Stewart Linn identificaron dos enzimas que impedían el crecimiento de virus en E. coli en la década de 1960. Descubrieron que una de las enzimas, llamada “nucleasa de restricción”, cortaba el ADN en diversos puntos a lo largo de la cadena de ADN. Sin embargo, esta enzima cortó la molécula en lugares aleatorios. Los biotecnólogos necesitaban una herramienta que pudiera cortar el ADN en sitios específicos de manera consistente.
Descubrimiento revolucionario
En 1968, H.O. Smith, K.W. Wilcox y T.J. Kelley aisló la primera enzima de restricción, HindII, que moléculas de ADN cortadas repetidamente en una ubicación específica, el centro de la secuencia, en Johns Hopkins Universidad. Se han identificado más de 900 enzimas de restricción de entre 230 cepas de bacterias desde ese momento, según Access Excellence.
Mapeo de ADN
Los genomas de ADN se pueden mapear mediante el uso de enzimas de restricción, según la Enciclopedia de Medicina. Al determinar el orden de los puntos de restricción de las enzimas en el genoma, es decir, las ubicaciones donde la enzima se adherirá, los científicos pueden analizar el ADN. Esta técnica, conocida como polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción, puede resultar útil en la tipificación del ADN, especialmente cuando es necesario verificar la identidad de un fragmento de ADN de la escena del crimen.
Generando ADN recombinante
El uso de enzimas de restricción es fundamental en la generación de ADN recombinante, que es el tejido de fragmentos de ADN de dos organismos no relacionados. En la mayoría de los casos, un plásmido (ADN bacteriano) se combina con un gen de un segundo organismo. Durante el proceso, las enzimas de restricción digieren o cortan el ADN tanto de la bacteria como del otro organismo, lo que da como resultado fragmentos de ADN con extremos compatibles, informa la Enciclopedia de Medicina. Luego, estos extremos se pegan mediante el uso de otra enzima o ligasa.
Tipos de enzimas de restricción
Según la Universidad de Strathclyde en Glasgow, existen tres tipos principales de enzimas de restricción. El tipo I distingue una secuencia particular a lo largo de la molécula de ADN, pero corta solo una hebra de la doble hélice. Además, emite nucleótidos en el sitio del corte. Otra enzima debe seguir para cortar la segunda hebra de ADN. El tipo II reconoce una secuencia particular y corta ambas cadenas de ADN cerca o dentro del sitio objetivo. El tipo III cortará las dos hebras de ADN a una distancia predeterminada del sitio de reconocimiento.