Las endonucleasas de restricción son una clase de enzima que cortan las moléculas de ADN. Cada enzima reconoce secuencias únicas de nucleótidos en una cadena de ADN, generalmente de cuatro a seis pares de bases de largo. Las secuencias son palindrómicas porque la cadena de ADN complementaria tiene la misma secuencia en la dirección inversa. En otras palabras, ambas cadenas de ADN se cortan en la misma ubicación.
Donde se encuentran estas enzimas
Las enzimas de restricción se encuentran en muchas cepas diferentes de bacterias donde su función biológica es participar en la defensa celular. Estas enzimas restringen el ADN extraño (viral) que ingresa a las células al destruirlas. Las células huésped tienen un sistema de restricción-modificación que metila su propio ADN en sitios específicos para sus respectivas enzimas de restricción, protegiéndolas así de la escisión. Más de 800 enzimas conocidas Se han descubierto que reconocen más de 100 secuencias de nucleótidos diferentes.
Tipos de enzimas de restricción
Hay cinco tipos diferentes de enzimas de restricción. El tipo I corta el ADN en ubicaciones aleatorias hasta 1,000 o más pares de bases del sitio de reconocimiento. El tipo III corta aproximadamente a 25 pares de bases del sitio. Ambos tipos requieren ATP y pueden ser enzimas grandes con múltiples subunidades. Las enzimas tipo II, que se usan predominantemente en biotecnología, cortan el ADN dentro de la secuencia reconocida sin la necesidad de ATP y son más pequeñas y simples.
Las enzimas de restricción de tipo II se nombran de acuerdo con las especies bacterianas de las que se aíslan. Por ejemplo, la enzima EcoRI se aisló de E. coli La mayoría del público está familiarizado con E. brotes de coli en los alimentos.
Las enzimas de restricción de tipo II pueden generar dos tipos diferentes de cortes dependiendo de si cortan ambos hebras en el centro de la secuencia de reconocimiento o cada hebra más cerca de un extremo del reconocimiento secuencia.
El primer corte generará "extremos romos" sin voladizos de nucleótidos. Este último genera extremos "adhesivos" o "cohesivos" porque cada fragmento resultante de ADN tiene un saliente que complementa a los otros fragmentos. Ambos son útiles en genética molecular para hacer ADN recombinante y proteinas. Esta forma de ADN se destaca porque es producida por la ligadura (unión) de dos o más cadenas diferentes que originalmente no estaban unidas.
Las enzimas tipo IV reconocen el ADN metilado, y las enzimas tipo V usan ARN para cortar secuencias en organismos invasores que no son palindrómicos.
Uso en biotecnología
Las enzimas de restricción se utilizan en biotecnología para cortar el ADN en cadenas más pequeñas con el fin de estudiar las diferencias de longitud de fragmentos entre individuos. Esto se conoce como polimorfismo de longitud de fragmento de restricción (RFLP). También se usan para la clonación genética.
Técnicas de RFLP se han utilizado para determinar que los individuos o grupos de individuos tienen diferencias distintivas en las secuencias de genes y los patrones de escisión de restricción en ciertas áreas del genoma. El conocimiento de estas áreas únicas es la base para huella de ADN. Cada uno de estos métodos depende del uso de electroforesis en gel de agarosa para la separación de los fragmentos de ADN. El tampón TBE, que está compuesto de base Tris, ácido bórico y EDTA, se usa comúnmente para el gel de agarosa electroforesis para examinar productos de ADN.
Uso en clonación
La clonación a menudo requiere insertar un gen en un plásmido, que es un tipo de fragmento de ADN. Las enzimas de restricción pueden ayudar con el proceso debido a los voladizos monocatenarios que dejan cuando hacen cortes. La ADN ligasa, una enzima separada, puede unir dos moléculas de ADN con extremos coincidentes.
Entonces, al usar enzimas de restricción con enzimas de ADN ligasa, se pueden usar fragmentos de ADN de diferentes fuentes para crear una sola molécula de ADN.