Los científicos necesitan manipular el ADN para identificar genes, estudiar y comprender cómo funcionan las células y producir proteínas que tienen importancia médica o comercial. Entre las herramientas más importantes para manipular el ADN están las enzimas de restricción, enzimas que cortan el ADN en lugares específicos. Al incubar ADN junto con enzimas de restricción, los científicos pueden cortarlo en pedazos que luego pueden ser "empalmados" junto con otros segmentos de ADN.

Orígenes

Las enzimas de restricción se encuentran en bacterias, que las usan como un arma contra bacteriófagos, virus que infectan bacterias. Cuando el ADN viral llega a la célula, las enzimas de restricción lo cortan en pedazos. Estas bacterias generalmente también tienen otras enzimas que realizan modificaciones químicas a sitios específicos en su ADN; estas modificaciones protegen al ADN bacteriano de ser cortado por la enzima de restricción.

Las enzimas de restricción generalmente reciben el nombre de la bacteria de la que se aislaron. HindII y HindIII, por ejemplo, son de una especie llamada Haemophilus influenzae.

Secuencias de reconocimiento

Cada enzima de restricción tiene una forma muy específica, por lo que solo puede adherirse a ciertas secuencias de letras en el Código de ADN Si su "secuencia de reconocimiento" está presente, podrá adherirse al ADN y hacer un corte en ese punto. La enzima de restricción Sac I, por ejemplo, tiene la secuencia de reconocimiento GAGCTC, por lo que hará un corte en cualquier lugar donde aparezca esta secuencia. Si esa secuencia aparece en docenas de lugares diferentes en el genoma, hará un corte en docenas de lugares diferentes.

Especificidad

Algunas secuencias de reconocimiento son más específicas que otras. La enzima HinfI, por ejemplo, realizará un corte en cualquier secuencia que comience con GA y termine con TC y tenga otra letra en el medio. Sac I, por el contrario, solo cortará la secuencia GAGCTC.

El ADN es bicatenario. Algunas enzimas de restricción hacen un corte recto que deja dos pedazos de ADN bicatenario con extremos romos. Otras enzimas hacen cortes "inclinados" que dejan cada fragmento de ADN con un extremo corto de cadena sencilla.

Empalme

Si toma dos pedazos de ADN con extremos adhesivos iguales y los incubará con otro enzima llamada ligasa, puede fusionarlas o unirlas. Esta técnica es muy importante para los biólogos moleculares porque a menudo necesitan tomar ADN e insertarlo en las bacterias para fabricar proteínas como la insulina que tienen usos médicos. Si cortan el ADN de una muestra y un trozo de ADN bacteriano con la misma enzima de restricción, tanto el ADN bacteriano como el ADN de muestra ahora tendrán extremos adhesivos coincidentes, y el biólogo puede usar ligasa para unirlos.