Biotehnološka industrija koristi restrikcijske enzime za mapiranje DNK, kao i za rezanje i spajanje za upotrebu u genetskom inženjerstvu. Pronađen u bakterijama, restrikcijski enzim prepoznaje i veže se za određenu sekvencu DNA, a zatim uništava okosnice dvostruke zavojnice. Neravne ili "ljepljive" krajeve koji nastaju rezanjem ponovno spaja enzim ligaze, izvještava Dolan DNA Learning Center. Restrikcijski enzimi doveli su do značajnog napretka u biotehnologiji.
Rana povijest
Prema Access Excellenceu, znanstvenici Werner Arbor i Stewart Linn identificirali su dva enzima koji su spriječili rast virusa u E. coli bakterija 1960-ih. Otkrili su da je jedan od enzima, nazvan "restrikcijska nukleaza", presjekao DNA na različitim točkama dužine DNA lanca. Međutim, ovaj je enzim razdvojio molekulu na slučajnim mjestima. Biotehnologima je trebao alat koji bi mogao dosljedno rezati DNA na ciljanim mjestima.
Probojno otkriće
1968. godine H.O. Smith, K.W. Wilcox i T.J. Kelley je izolirao prvi restrikcijski enzim, HindII, taj opetovano narezane molekule DNA na određenom mjestu - središtu sekvence - kod Johns Hopkinsa Sveučilište. Od tada je identificirano više od 900 restrikcijskih enzima među 230 sojeva bakterija, prema Access Excellenceu.
Mapiranje DNA
DNK genomi mogu se mapirati upotrebom restrikcijskih enzima, prema Medicinskoj enciklopediji. Utvrđivanjem redoslijeda restrikcijskih enzimskih točaka u genomu - to jest mjesta na kojima će se enzim vezati - znanstvenici mogu analizirati DNA. Ova tehnika, poznata kao polimorfizam ograničenja duljine fragmenta, može biti korisna u tipizaciji DNK, posebno kada treba provjeriti identitet fragmenta DNA s mjesta zločina.
Stvaranje rekombinantne DNA
Upotreba restrikcijskih enzima presudna je u stvaranju rekombinantne DNA, što je pletenje fragmenata DNA iz dva nepovezana organizma. U većini slučajeva plazmid (bakterijska DNA) kombinira se s genom drugog organizma. Tijekom postupka, restrikcijski enzimi probavit će ili presjeći DNA i iz bakterija i iz drugog organizma, što će rezultirati fragmentima DNA s kompatibilnim krajevima, izvještava Medicinska enciklopedija. Ti se krajevi zatim lijepe zajedno upotrebom drugog enzima ili ligaze.
Vrste restriktivnih enzima
Prema Sveučilištu Strathclyde u Glasgowu, postoje tri glavne vrste restrikcijskih enzima. Tip I razlikuje određeni slijed duž molekule DNA, ali presijeca samo jedan lanac dvostruke zavojnice. Isto tako, emitira nukleotide na mjestu posjekotine. Još jedan enzim mora slijediti postupak rezanja drugog lanca DNA. Tip II prepoznaje određenu sekvencu i presijeca oba lanca DNA blizu ili unutar ciljanog mjesta. Tip III će odrezati dva lanca DNA na unaprijed određenoj udaljenosti od mjesta prepoznavanja.