Desde el descubrimiento de las enzimas de restricción, el campo de la biología molecular ha avanzado rápidamente debido a la capacidad única de estas proteínas para dividir el ADN de una manera específica. Estas simples enzimas han tenido un profundo efecto en la investigación en todo el mundo; Curiosamente, tenemos bacterias para agradecer por este regalo científico.

Propiedades y tipos de enzimas de restricción

Las enzimas de restricción, también llamadas endonucleasas de restricción, se unen al ADN y rompen la doble cadena, formando piezas más pequeñas de ADN. Hay tres tipos de enzimas de restricción; Las enzimas de restricción tipo I reconocen una secuencia de ADN y cortan la cadena al azar más de mil pares de bases del sitio. Las enzimas de restricción tipo II, las más útiles para los laboratorios de biología molecular, reconocen y cortan la cadena de ADN de forma predecible en una secuencia específica que suele ser de menos de diez pares de bases de longitud. Las enzimas de restricción tipo III son similares al tipo I, pero estas cortan el ADN alrededor de treinta pares de bases de la secuencia de reconocimiento.

Fuentes

Las especies bacterianas son la principal fuente de enzimas de restricción comercial. Estas enzimas sirven para defender las células bacterianas de la invasión de ADN extraño, como las secuencias de ácidos nucleicos utilizadas por los virus para replicarse dentro de una célula huésped. Básicamente, la enzima cortará el ADN en pedazos mucho más pequeños que representan poco peligro para la célula. Las enzimas son nombradas por la especie y cepa de bacteria que lo produce. Por ejemplo, la primera enzima de restricción extraída de la cepa RY13 de Escherichia coli se llama EcoRI, y la quinta enzima extraída de la misma especie se llama EcoRV.

Laboratorio de conveniencia

El uso de la restricción de tipo II enzimas es casi universal en laboratorios de todo el mundo. Las moléculas de ADN son extremadamente largas y difíciles de manejar adecuadamente, especialmente si un investigador solo está interesado en uno o dos genes. Las enzimas de restricción permiten al científico cortar de manera confiable el ADN en porciones mucho más pequeñas. Esta capacidad de manipular ADN ha permitido el avance del mapeo de restricción y la clonación molecular.

Mapeo de restricción

En un entorno de laboratorio, saber exactamente dónde están determinados sitios de restricción en un filamento de ADN es extremadamente útil y conveniente. Si se conoce la secuencia de ADN, se puede hacer un mapeo de restricción por computadora, que puede mapear rápidamente todas las posibles secuencias de reconocimiento de enzimas de restricción. Si no se conoce la secuencia de ADN, un investigador puede crear un mapa general utilizando diferentes enzimas por sí mismas y junto con otras enzimas para escindir la molécula. Usando el razonamiento deductivo, se puede crear el mapa de restricción general. Tener un mapa de restricción disponible es crítico cuando se clonan genes.

Clonación molecular

La clonación molecular es una técnica de laboratorio en la que se corta un gen de una molécula de ADN diana, generalmente extraída de un organismo, mediante enzimas de restricción. Luego, el gen se inserta en una molécula llamada vector, que generalmente son pequeños trozos de ADN circular llamados plásmidos que se han modificado para transportar varias secuencias diana de enzimas de restricción. El vector es escindido abierto por enzimas de restricción, y luego el gen se inserta en el ADN circular. Una enzima llamada ADN ligasa puede entonces reformar el círculo para incluir el gen objetivo. Una vez que el gen se "clona" de esa manera, el vector se puede insertar en una célula bacteriana para que el gen pueda producir proteína.