Desde a descoberta de enzimas de restrição, o campo da biologia molecular avançou rapidamente devido à capacidade única dessas proteínas de clivar DNA de uma maneira específica. Estas enzimas simples tiveram um profundo efeito sobre a pesquisa em todo o mundo; Curiosamente, temos bactérias para agradecer por este dom científico.

Restriction Enzyme Propriedades e tipos

Enzimas de restrição, também chamadas de endonucleases de restrição, ligam-se ao DNA e clivam a cadeia dupla, formando pedaços menores de DNA. Existem três tipos de enzimas de restrição; As enzimas de restrição do tipo I reconhecem uma sequência de DNA e cortam a cadeia aleatoriamente mais de mil pares de bases longe do local. As enzimas de restrição do tipo II, as mais úteis para os laboratórios de biologia molecular, reconhecem e cortam a fita de DNA de maneira previsível em uma sequência específica que geralmente tem menos de dez pares de bases de comprimento. Enzimas de restrição do tipo III são semelhantes ao tipo I, mas estas cortam o DNA cerca de trinta pares de bases da sequência de reconhecimento.

Fontes

As espécies bacterianas são a principal fonte de enzimas de restrição comerciais. Essas enzimas servem para defender as células bacterianas da invasão por DNA estranho, como seqüências de ácido nucléico usadas por vírus para se replicarem dentro de uma célula hospedeira. Basicamente, a enzima vai cortar o DNA em pedaços muito menores, o que representa pouco perigo para a célula. As enzimas são nomeadas pela espécie e estirpe das bactérias que a produzem. Por exemplo, a primeira enzima de restrição extraída da Escherichia coli cepa RY13 é chamada EcoRI, e a quinta enzima extraída da mesma espécie é chamada EcoRV.

Conveniência do Laboratório

O uso da restrição do Tipo II enzimas é quase universal em laboratórios em todo o mundo. As moléculas de DNA são extremamente longas e difíceis de gerenciar adequadamente, especialmente se um pesquisador estiver interessado apenas em um ou dois genes. As enzimas de restrição permitem ao cientista cortar de forma confiável o DNA em porções muito menores. Essa capacidade de manipular o DNA permitiu o avanço do mapeamento de restrição e da clonagem molecular.

Mapeamento de Restrição

Em um ambiente de laboratório, saber exatamente onde certos locais de restrição estão em uma cadeia de DNA é extremamente útil. e conveniente. Se a sequência de DNA é conhecida, o mapeamento de restrição pode ser feito por computador, que pode mapear rapidamente todas as sequências possíveis de reconhecimento de enzimas de restrição. Se a sequência de DNA não é conhecida, um pesquisador ainda pode criar um mapa geral usando diferentes enzimas por si e em conjunto com outras enzimas para clivar a molécula. Usando o raciocínio dedutivo, o mapa de restrição geral pode ser criado. Ter um mapa de restrição disponível é crítico ao clonar genes.

Clonagem Molecular

A clonagem molecular é uma técnica de laboratório na qual um gene é cortado de uma molécula de DNA alvo, geralmente extraída de um organismo, por Enzimas de restrição. Em seguida, o gene é inserido em uma molécula chamada vetor, que geralmente são pequenos pedaços de DNA circular chamados plasmídeos que foram modificados para conter várias seqüências-alvo da enzima de restrição. O vector é clivado por enzimas de restrição e, em seguida, o gene é inserido no DNA circular. Uma enzima chamada DNA ligase pode então reformar o círculo para incluir o gene alvo. Uma vez que o gene é "clonado" de tal forma, o vetor pode ser inserido em uma célula bacteriana para que o gene possa produzir proteína.