Os cientistas precisam manipular o DNA para identificar genes, estudar e entender como as células funcionam e produzem proteínas que têm importância médica ou comercial. Entre as ferramentas mais importantes para manipular o DNA estão as enzimas de restrição - enzimas que cortam o DNA em locais específicos. Ao incubar o DNA junto com as enzimas de restrição, os cientistas podem cortá-lo em pedaços que podem depois ser "unidos" junto com outros segmentos de DNA.

Origens

As enzimas de restrição são encontradas em bactérias, que as utilizam como uma arma contra o bacteriófago, vírus que infectam bactérias. Quando o DNA viral entra na célula, as enzimas de restrição dividem-se em pedaços. Essas bactérias normalmente também possuem outras enzimas que fazem modificações químicas em locais específicos em seu DNA; essas modificações protegem o DNA bacteriano de ser picado pela enzima de restrição.

As enzimas de restrição geralmente são nomeadas após a bactéria da qual foram isoladas. HindII e HindIII, por exemplo, são de uma espécie chamada Haemophilus influenzae.

Seqüências de reconhecimento

Cada enzima de restrição tem uma forma altamente específica, de modo que só pode aderir a certas seqüências de letras na Código de DNA. Se a sua "sequência de reconhecimento" estiver presente, será capaz de aderir ao DNA e fazer um corte nesse ponto. A enzima de restrição Sac I, por exemplo, tem a sequência de reconhecimento GAGCTC, por isso fará um corte em qualquer lugar em que esta seqüência apareça. Se essa sequência aparecer em dezenas de lugares diferentes no genoma, ela será cortada em dezenas de lugares diferentes.

Especificidade

Algumas seqüências de reconhecimento são mais específicas que outras. A enzima HinfI, por exemplo, fará um corte em qualquer sequência que comece com GA e termine com TC e tenha uma outra letra no meio. Sac I, em contraste, apenas cortará a seqüência GAGCTC.

O DNA é de cadeia dupla. Algumas enzimas de restrição fazem um corte reto que deixa dois pedaços de fita dupla de DNA com extremidades rombas. Outras enzimas fazem cortes "oblíquos" que deixam cada pedaço de DNA com um final curto de fita única.

Splicing

Se você pegar dois pedaços de DNA com extremidades coesivas correspondentes e incubá-los com outro enzima chamada ligase, você pode fundir ou uni-los juntos. Esta técnica é muito importante para os biólogos moleculares, porque muitas vezes precisam tomar DNA e inseri-lo em bactérias para produzir proteínas como a insulina, que têm usos médicos. Se eles cortarem o DNA de uma amostra e um pedaço de DNA bacteriano com a mesma enzima de restrição, tanto o DNA bacteriano quanto o DNA da amostra terão agora extremidades coesivas, e o biólogo pode usar a ligase para juntá-los.