Biotechnologijų pramonė naudoja restrikcijos fermentus DNR atvaizdavimui, taip pat jų supjaustymui ir sujungimui naudoti genų inžinerijoje. Bakterijose esantis restrikcijos fermentas atpažįsta ir prisijungia prie tam tikros DNR sekos, o po to nutraukia dvigubos spiralės stuburą. Nelygius arba „lipnius“ galus, atsirandančius dėl pjūvio, vėl sujungia ligazės fermentas, praneša „Dolan“ DNR mokymosi centras. Ribojantys fermentai padarė didelę pažangą biotechnologijų srityje.
Ankstyva istorija
„Access Excellence“ duomenimis, mokslininkai Werneris Arboras ir Stewartas Linnas nustatė du fermentus, kurie užkirto kelią virusų dauginimuisi E. coli bakterijos 1960 m. Jie atrado, kad vienas iš fermentų, vadinamas „restrikcijos nukleaze“, pjausto DNR įvairiuose taškuose išilgai DNR grandinės. Tačiau šis fermentas nutraukė molekulę atsitiktinėse vietose. Biotechnologams reikėjo įrankio, kuris nuosekliai galėtų sumažinti DNR tikslinėse vietose.
Proveržio atradimas
1968 metais H.O. Smithas, K.W. Wilcoxas ir T.J. Kelley išskyrė pirmąjį restrikcijos fermentą HindII pakartotinai supjaustytos DNR molekulės tam tikroje vietoje - sekos centre - ties Johns Hopkins Universitetas. Pasak „Access Excellence“, iš to laiko iš 230 bakterijų padermių buvo nustatyta daugiau nei 900 restrikcijos fermentų.
DNR atvaizdavimas
DNR genomus galima atvaizduoti naudojant restrikcijos fermentus, rašoma „Medicinos enciklopedijoje“. Išsiaiškinę restrikcijos fermentų taškų tvarką genome - tai yra vietas, kur fermentas prisijungs - mokslininkai gali analizuoti DNR. Ši technika, vadinama Restriction Fragment Length Polymorphism, gali būti naudinga tipizuojant DNR, ypač kai reikia patikrinti DNR fragmento iš nusikaltimo vietos tapatybę.
Rekombinantinės DNR generavimas
Restruktyvių fermentų naudojimas yra labai svarbus generuojant rekombinantinę DNR, kuri yra dviejų nesusijusių organizmų DNR fragmentų mezgimas. Daugeliu atvejų plazmidė (bakterijų DNR) sujungiama su antrojo organizmo genu. Proceso metu restrikcijos fermentai suvirškins arba supjaustys tiek bakterijų, tiek kito organizmo DNR, todėl atsiras suderinamų galų DNR fragmentai, praneša „Medicine Encyclopedia“. Tada šie galai įklijuojami kartu naudojant kitą fermentą ar ligazę.
Ribojimo fermentų tipai
Pasak Strathclyde universiteto Glazge, yra trys pagrindiniai restrikcijos fermentų tipai. I tipas išskiria tam tikrą DNR molekulės seką, tačiau nutraukia tik vieną dvigubos spiralės grandinę. Taip pat pjūvio vietoje jis išskiria nukleotidus. Norint perpjauti antrąją DNR grandinę, turi sekti kitas fermentas. II tipas atpažįsta tam tikrą seką ir supjausto abi DNR grandines arti tikslinės vietos arba jos viduje. III tipas perpjaus dvi DNR grandines iš anksto nustatytu atstumu nuo atpažinimo vietos.