제한 효소는 자연적으로 박테리아에 의해 생성됩니다. 발견 이래로 그들은 유전 공학에서 근본적인 역할을 해왔습니다. 이 효소는 DNA 이중 나선의 특정 위치를 인식하고 절단하며 유전 치료 및 의약품 생산과 같은 분야의 발전을 가능하게했습니다.
제한 효소는 제한 엔도 뉴 클레아 제의 더 일반적인 이름입니다. 제한 효소는 특정 짧은 DNA (데 옥시 리보 핵산 및 유전자 치료법)를 인식하는 박테리아 세포에서 발견되는 단백질입니다.
수천 개의 다른 제한 효소가 있으며, 각 제한 효소는 그것이 유래 된 박테리아의 이름을 딴 것입니다. 이 효소는 일반적으로 4 ~ 7 개의 기본 단위 길이 인 수백 개의 고유 한 DNA 서열을 인식하고 절단합니다. 과학자들은 원하는 결과에 따라 사용할 특정 제한 효소를 선택합니다.
제한 효소는 DNA의 특정 염기쌍 서열을 표적으로 삼아 작동합니다. DNA는 서로 쌍을 이루는 네 개의 뉴클레오티드 염기를 가지고 있습니다. 아데닌은 티민과 쌍을 이루고 시토신은 구아닌과 쌍을 이룹니다. 제한 효소는 DNA의 두 가닥 모두를 분리시켜 종종 짝을 이루지 않은 염기 또는 끈적한 끝이 돌출 된 DNA 분자를 생성합니다. 이러한 끈적 끈적한 끝은 DNA가 완전히 다른 종에서 유래 된 경우에도 동일한 제한 효소로 절단 된 상보적인 DNA 염기 쌍과 함께 결합 될 수 있습니다.
유전자가 작동하기 위해서는 단순히 세포에 직접 삽입 할 수 없습니다. 첫째, 과학자들은 제한 효소를 사용하여 사용하려는 유전자를 연결하거나 잘라 내야합니다. 그런 다음 동일한 제한 효소를 사용하여 숙주 세포 또는 DNA를 전달하는 벡터에서 DNA를 엽니 다. 벡터는 박테리아 또는 바이러스 일 수 있습니다. 목표가 다량의 원하는 유전자를 생산하는 것이라면 일반적으로 박테리아 세포가 사용됩니다. 목표가 유전자 치료 인 경우, 새로운 유전 물질을 통합하기 위해 세포의 특정 부분을 감염시킬 수있는 변형 된 바이러스 세포가 사용됩니다.
제한 효소의 발견은 유전자 치료와 의약품의 과학적 발전을위한 문을 열었습니다. 1982 년에 유전자 조작 된 박테리아에서 생산 된 인간 인슐린은 미국 식품의 약국 (FDA)에서 상업적 용도로 승인 한 최초의 재조합 제품이었습니다. 일부 과학자들은 유전자 치료가 궁극적으로 암, 심장병, AIDS 및 낭포 성 섬유증과 같은 질병 치료로 이어질 수 있기를 희망합니다.