A tudósoknak manipulálniuk kell a DNS-t a gének azonosításához, a sejtek működésének tanulmányozásához és megértéséhez, valamint olyan fehérjék előállításához, amelyek orvosi vagy kereskedelmi szempontból fontosak. A DNS kezelésének legfontosabb eszközei közé tartoznak a restrikciós enzimek - olyan enzimek, amelyek meghatározott helyeken vágják a DNS-t. A DNS-t restrikciós enzimekkel együtt inkubálva a tudósok darabokra vághatják, amelyeket később más DNS-szegmensekkel együtt "összekapcsolhatnak".
Eredet
A restrikciós enzimek megtalálhatók a baktériumokban, amelyek fegyverként használják őket a bakteriofág, a baktériumokat megfertőző vírusok ellen. Amikor a vírus DNS bejut a sejtbe, a restrikciós enzimek darabokra aprítják. Ezeknek a baktériumoknak tipikusan más enzimjeik is vannak, amelyek kémiai módosításokat végeznek a DNS -ük meghatározott helyein; ezek a módosítások megvédik a bakteriális DNS-t attól, hogy a restrikciós enzim feldarabolódjon.
A restrikciós enzimeket általában azokról a baktériumokról nevezik el, amelyekből izolálták őket. A HindII és HindIII például a Haemophilus influenzae nevű fajból származnak.
Felismerési szekvenciák
Minden restrikciós enzimnek nagyon specifikus alakja van, ezért csak a DNS-kód bizonyos betűszekvenciáihoz tud ragaszkodni. Ha "felismerési szekvenciája" jelen van, akkor képes lesz ragaszkodni a DNS-hez, és ezen a ponton vágást végezhet. Például a Sac I restrikciós enzim a GAGCTC felismerési szekvenciával rendelkezik, így bárhol elvágódik, ahol ez a szekvencia megjelenik. Ha ez a szekvencia több tucat különböző helyen jelenik meg a genomban, akkor több tucat különböző helyen vág le.
Sajátosság
Egyes felismerési szekvenciák specifikusabbak, mint mások. A HinfI enzim például bármilyen szekvenciát vág, amely GA-val kezdődik és TC-vel végződik, és középen egy másik betű van. A Sac I ezzel szemben csak a GAGCTC szekvenciát fogja elvágni.
A DNS kettős szálú. Egyes restrikciós enzimek egyenes vágást végeznek, amely két kétszálú, tompa végű DNS-darabot hagy maga után. Más enzimek "ferde" vágásokat végeznek, amelyek minden egyes DNS-darabnak rövid egyszálú véget hagynak.
Splicing
Ha két, ragacsos végű DNS-darabot vesz és inkubálja egy másik enzimmel, az úgynevezett ligázzal, összeolvaszthatja vagy összekapcsolhatja őket. Ez a technika nagyon fontos a molekuláris biológusok számára, mert gyakran szükségük van DNS-re és be kell helyezniük azokat a baktériumokba, hogy olyan fehérjéket állítsanak elő, mint az inzulin, amelyek orvosi célokra használhatók. Ha egy mintából és egy bakteriális DNS-részből kivágják a DNS-t ugyanazzal a restrikciós enzimmel, mind a baktérium A DNS-nek és a minta-DNS-nek most már illeszkedő ragacsos végei lesznek, és a biológus ligázzal képes összekapcsolni őket.
