Biotehnoloogia tööstus kasutab DNA kaardistamiseks, samuti geenitehnoloogias kasutamiseks lõikamiseks ja splaissimiseks restriktsiooniensüüme. Bakterites leiduv restriktsiooniensüüm tunneb ära ja kinnitub teatud DNA järjestusse ning seob kahekordse spiraali selgroo. Lõikel tekkinud ebaühtlased või kleepuvad otsad ühendatakse uuesti ligaasi ensüümiga, teatab Dolani DNA õppekeskus. Piiravad ensüümid on biotehnoloogias toonud kaasa olulisi edusamme.
Varajane ajalugu
Access Excellence'i andmetel tuvastasid teadlased Werner Arbor ja Stewart Linn kaks ensüümi, mis takistasid viiruste paljunemist E-s. coli bakterid 1960. aastatel. Nad avastasid, et üks ensüümidest, mida nimetatakse “restriktsiooni nukleaasiks”, lõikab DNA-d DNA-ahela pikkuses erinevates punktides. Kuid see ensüüm katkestas molekuli juhuslikes kohtades. Biotehnoloogid vajasid tööriista, mis suudaks DNA sihitud kohtades järjepidevalt lõigata.
Läbimurde avastamine
1968. aastal oli H.O. Smith, K.W. Wilcox ja T.J. Kelley eraldas esimese restriktsiooniensüümi HindII viilutatud DNA molekulid korduvalt kindlas kohas - järjestuse keskmes - Johns Hopkinsi juures Ülikool. Sellest ajast alates on 230 bakteritüve hulgast tuvastatud üle 900 restriktsiooniensüümi, kirjutab Access Excellence.
DNA kaardistamine
DNA genoome saab kaardistada restriktsiooniensüümide abil, kirjutab Medicine Encyclopedia. Tehes kindlaks genoomis olevate restriktsiooniensüümide punktide järjekorra - see tähendab asukohad, kuhu ensüüm ennast kinnitub - saavad teadlased DNA-d analüüsida. See tehnika, mida nimetatakse Restriction Fragment Length Polymorphism'iks, võib olla kasulik DNA tüübistamisel, eriti kui kuriteopaigalt pärit DNA fragmendi identiteeti tuleb kontrollida.
Rekombinantse DNA genereerimine
Rekombinantse DNA genereerimisel on kriitiliste ensüümide kasutamine kriitilise tähtsusega, mis on kahe mitteseotud organismi DNA-fragmentide kudumine. Enamasti kombineeritakse plasmiid (bakteriaalne DNA) teise organismi geeniga. Protsessi käigus seedivad või lõikavad restriktsiooniensüümid nii bakterite kui ka teise organismi DNA-d, mille tulemuseks on ühilduvate otstega DNA fragmendid, teatab Medicine Encyclopedia. Seejärel kleebitakse need otsad kokku teise ensüümi või ligaasi abil.
Piirangute ensüümide tüübid
Glasgowi Strathclyde ülikooli andmetel on restriktsiooniensüüme kolme peamist tüüpi. I tüüp eristab teatud molekuli järjestust piki DNA molekuli, kuid seob ainult ühe kaksikheeliksi ahela. Samuti eraldab see lõikekohas nukleotiide. DNA teise ahela lõikamiseks peab jälgima veel üks ensüüm. II tüüp tunneb ära teatud järjestuse ja viilutab mõlemad DNA ahelad sihtrühma lähedal või sees. III tüüp lõikab kaks DNA ahelat ettemääratud kaugusele äratundmiskohast.