Bilim adamları, genleri tanımlamak, hücrelerin nasıl çalıştığını incelemek ve anlamak ve tıbbi veya ticari öneme sahip proteinler üretmek için DNA'yı manipüle etmelidir. DNA'yı manipüle etmek için en önemli araçlar arasında kısıtlama enzimleri - DNA'yı belirli yerlerde kesen enzimler bulunur. Bilim adamları, DNA'yı kısıtlama enzimleri ile birlikte kuluçkaya yatırarak, onu daha sonra diğer DNA parçalarıyla birlikte "eklenebilecek" parçalara ayırabilirler.
kökenler
Kısıtlama enzimleri, onları bakteriyofajlara, bakterileri enfekte eden virüslere karşı bir silah olarak kullanan bakterilerde bulunur. Viral DNA hücreye girdiğinde, kısıtlama enzimleri onu parçalara ayırır. Bu bakteriler tipik olarak, DNA'larındaki belirli bölgelere kimyasal modifikasyonlar yapan başka enzimlere de sahiptir; bu modifikasyonlar, bakteri DNA'sının kısıtlama enzimi tarafından parçalanmasını önler.
Kısıtlama enzimleri genellikle izole edildikleri bakteriden sonra adlandırılır. Örneğin HindII ve HindIII, Haemophilus influenzae adlı bir türdendir.
Tanıma Dizileri
Her kısıtlama enzimi oldukça spesifik bir şekle sahiptir, bu nedenle DNA kodundaki yalnızca belirli harf dizilerine yapışabilir. Eğer "tanıma dizisi" mevcutsa, DNA'ya yapışabilecek ve o noktada bir kesim yapabilecektir. Örneğin kısıtlama enzimi Sac I, GAGCTC tanıma dizisine sahiptir, bu nedenle bu dizinin göründüğü her yerde bir kesim yapacaktır. Eğer bu dizi genomda onlarca farklı yerde görünüyorsa, onlarca farklı yerde kesim yapacaktır.
özgüllük
Bazı tanıma dizileri diğerlerinden daha spesifiktir. Örneğin Hinfi enzimi, GA ile başlayan ve TC ile biten ve ortasında bir harf daha olan herhangi bir dizide bir kesim yapacaktır. Sac I, aksine, sadece GAGCTC dizisini kesecektir.
DNA çift sarmallıdır. Bazı kısıtlama enzimleri, uçları kör olan iki çift sarmallı DNA parçası bırakan düz bir kesim yapar. Diğer enzimler, her bir DNA parçasını kısa tek sarmallı bir uçla bırakan "eğimli" kesimler yapar.
ekleme
Yapışkan uçları birbirine uyan iki DNA parçası alır ve bunları ligaz adı verilen başka bir enzimle kuluçkaya yatırırsanız, bunları birleştirebilir veya birleştirebilirsiniz. Bu teknik moleküler biyologlar için çok önemlidir, çünkü tıbbi kullanımları olan insülin gibi proteinler yapmak için genellikle DNA'yı alıp bakterilere yerleştirmeleri gerekir. Bir numuneden ve aynı kısıtlama enzimine sahip bir bakteri DNA parçasından DNA keserlerse, hem bakteriyel DNA ve örnek DNA artık eşleşen yapışkan uçlara sahip olacak ve biyolog bunları birleştirmek için ligazı kullanabilir.