Bioteknikindustrin använder restriktionsenzymer för att kartlägga DNA samt klippa och skarva det för användning inom genteknik. Finns i bakterier, känner ett restriktionsenzym igen och fäster vid en viss DNA-sekvens och skär sedan ryggraden i den dubbla spiralen. De ojämna eller "klibbiga" ändarna som resulterar från snittet återförenas av ligasenzymet, rapporterar Dolan DNA Learning Center. Restriktionsenzymer har lett till betydande framsteg inom bioteknik.
Tidig historia
Enligt Access Excellence identifierade forskarna Werner Arbor och Stewart Linn två enzymer som förhindrade tillväxten av virus i E. coli-bakterier på 1960-talet. De upptäckte att ett av enzymerna, som kallas "restriktionsnukleas", klippte DNA vid olika punkter längs DNA-strängens längd. Detta enzym skar dock molekylen på slumpmässiga platser. Biotekniker behövde ett verktyg som kunde skära DNA på riktade platser på ett konsekvent sätt.
Genombrott Discovery
1968, H.O. Smith, K.W. Wilcox och T.J. Kelley isolerade det första restriktionsenzymet, HindII, det upprepade skivade DNA-molekyler på en specifik plats - sekvensens centrum - vid Johns Hopkins Universitet. Mer än 900 restriktionsenzymer har identifierats bland 230 bakteriestammar sedan dess, enligt Access Excellence.
Kartläggning av DNA
DNA-genom kan kartläggas genom användning av restriktionsenzymer, enligt Medicine Encyclopedia. Genom att fastställa ordningen för restriktionsenzympunkter i genomet - det vill säga de platser där enzymet kommer att fästa sig själv - kan forskare analysera DNA. Denna teknik, känd som Restriction Fragment Length Polymorphism, kan vara till hjälp vid DNA-typning, särskilt när identiteten på ett DNA-fragment från en brottsplats måste verifieras.
Generera rekombinant DNA
Användningen av restriktionsenzymer är avgörande vid alstring av rekombinant DNA, vilket är stickningen av DNA-fragment från två orelaterade organismer. I de flesta fall kombineras en plasmid (bakteriellt DNA) med en gen från en andra organism. Under processen kommer restriktionsenzymer att smälta eller skära DNA från både bakterierna och den andra organismen, vilket resulterar i DNA-fragment med kompatibla ändar, rapporterar Medicine Encyclopedia. Dessa ändar klistras sedan samman genom användning av ett annat enzym eller ligas.
Typer av restriktionsenzymer
Enligt University of Strathclyde i Glasgow finns det tre huvudtyper av restriktionsenzymer. Typ I skiljer en viss sekvens längs DNA-molekylen men skär endast en sträng i dubbelhelixen. Det avger också nukleotider vid skärplatsen. Ett annat enzym måste följa upp för att skära den andra DNA-strängen. Typ II känner igen en viss sekvens och skär båda DNA-strängarna nära eller inom den riktade platsen. Typ III kommer att skära de två DNA-strängarna på ett förutbestämt avstånd från igenkänningsstället.