Рестриктивне ендонуклеазе су класа ензим који режу молекуле ДНК. Сваки ензим препознаје јединствене секвенце нуклеотида у ланцу ДНК - обично дуге око четири до шест парова база. Секвенце су палиндромне по томе што комплементарни ланац ДНА има исту секвенцу у обрнутом смеру. Другим речима, оба ланца ДНК су пресечена на истој локацији.
Где су ти ензими пронађени
Рестриктивни ензими налазе се у многим различитим сојевима бактерија где је њихова биолошка улога да учествују у одбрани ћелије. Ови ензими ограничавају страну (вирусну) ДНК која улази у ћелије уништавајући их. Ћелије домаћини имају систем модификације рестрикције који метилира сопствену ДНК на местима специфичним за њихове рестриктивне ензиме, чиме их штити од цепања. Више од 800 познати ензими откривено је да препознају више од 100 различитих нуклеотидних низова.
Врсте ензима за ограничавање
Постоји пет различитих врста рестрикционих ензима. Тип И сече ДНК на насумичним локацијама до 1000 или више парова база од места препознавања. Тип ИИИ сече око 25 парова база са места. Обе ове врсте захтевају АТП и могу бити велики ензими са више подјединица. Ензими типа ИИ, који се претежно користе у биотехнологији, режу ДНК унутар препознате секвенце без потребе за АТП-ом и мањи су и једноставнији.
Рестриктивни ензими типа ИИ именовани су према бактеријским врстама из којих су изоловани. На пример, ензим ЕцоРИ је изолован из Е. цоли Већина јавности је позната са Е. избијање цоли у храни.
Рестриктивни ензими типа ИИ могу да генеришу две различите врсте посекотина, у зависности од тога да ли су оба пресекли праменови у средишту препознатљивог низа или сваки прамен ближе једном крају препознавања низ.
Претходни рез ће створити "тупе крајеве" без нуклеотидних преклопа. Последњи ствара „лепљиве“ или „кохезивне“ крајеве, јер сваки резултирајући фрагмент ДНК има прекривач који надопуњује остале фрагменте. Обоје су корисни у молекуларној генетици за прављење рекомбинантни ДНК и протеина. Овај облик ДНК се издваја јер се производи везивањем (повезивањем) две или више различитих нити које првобитно нису биле повезане заједно.
Ензими типа ИВ препознају метилирану ДНК, а ензими типа В користе РНК да би пресекли секвенце инвазивних организама који нису палиндромни.
Употреба у биотехнологији
Рестриктивни ензими користе се у биотехнологији да би се резао ДНК на мање нити како би се проучиле разлике у дужини фрагмената међу појединцима. То се назива полиморфизмом дужине рестрикционог фрагмента (РФЛП). Такође се користе и за клонирање гена.
РФЛП технике коришћени су за одређивање да ли појединци или групе јединки имају карактеристичне разлике у секвенцијама гена и обрасцима цепања рестрикције у одређеним областима генома. Познавање ових јединствених области основа је ДНК отисци прстију. Свака од ових метода зависи од употребе електрофореза гела са агарозом за одвајање фрагмената ДНК. ТБЕ пуфер, који се састоји од Трис базе, борове киселине и ЕДТА, обично се користи за агарозни гел електрофореза за испитивање ДНК производа.
Употреба у клонирању
Клонирање често захтева убацивање гена у плазмид, који је врста делова ДНК. Рестриктивни ензими могу помоћи у поступку због једноструких преклопа које остављају приликом резања. ДНК лигаза, одвојени ензим, може да споји два ДНК молекула са одговарајућим крајевима.
Дакле, коришћењем рестрикционих ензима са ензимима ДНК лигаза, делови ДНК из различитих извора могу се користити за стварање једног молекула ДНК.