Hvordan anvendes restriktionsenzymer anvendt i bioteknologi?

Bioteknologibranchen anvender restriktionsenzymer til kortlægning af DNA såvel som skæring og splejsning af det til brug i genteknologi. Fundet i bakterier, genkender et restriktionsenzym og knyttes til en bestemt DNA-sekvens, og dernæst skærer ryggenene i dobbelthelixen. De ujævne eller "klæbrige" ender, der skyldes udskæringen, genforenes af ligasenzymet, rapporterer Dolan DNA Learning Center. Restriktionsenzymer har ført til betydelige fremskridt inden for bioteknologi.

Tidligere historie

Ifølge Access Excellence identificerede forskerne Werner Arbor og Stewart Linn to enzymer, som forhindrede væksten af ​​vira i E. coli-bakterier i 1960'erne. De opdagede, at et af enzymerne, kaldet en "restriktionsnuklease", skar DNA på forskellige punkter langs DNA-strengens længde. Imidlertid adskød dette enzym molekylet på tilfældige steder. Bioteknologier havde brug for et værktøj, der kunne skære DNA på målrettede steder på en ensartet måde.

Gennembrud Discovery

I 1968, H.O. Smith, K.W. Wilcox og T.J. Kelley isolerede det første restriktionsenzym, HindII, der gentagne gange skarede DNA-molekyler på et bestemt sted-centrum af sekvensen ved Johns Hopkins University. Mere end 900 restriktionsenzymer er blevet identificeret blandt 230 bakteriestammer siden dengang, ifølge Access Excellence.

Kortlægning af DNA

DNA-genomer kan kortlægges ved brug af restriktionsenzymer, ifølge til Medicine Encyclopedia. Ved at konstatere rækkefølgen af ​​restriktionsenzympunkter i genomet, det vil sige de steder, hvor enzymet vil binde sig selv, kan forskere analysere DNA'et. Denne teknik, kendt som Restriktion Fragment Længde Polymorphism, kan være nyttig ved DNA-typing, især når identiteten af ​​et DNA-fragment fra en forbrydelsesscene skal verificeres.

Generering af rekombinant DNA

Anvendelse af restriktionsenzymer er kritisk i dannelsen af ​​rekombinant DNA, hvilket er sammenføjningen af ​​DNA-fragmenter fra to ikke-relaterede organismer. I de fleste tilfælde kombineres et plasmid (bakterielt DNA) med et gen fra en anden organisme. Under processen vil restriktionsenzymer fordøje eller skære DNA'et fra både bakterierne og den anden organisme, hvilket resulterer i DNA-fragmenter med kompatible ender, rapporterer Medicine Encyclopedia. Disse ender klæbes derefter sammen ved brug af et andet enzym eller ligase.

Typer af restriktionsenzymer

Ifølge University of Strathclyde i Glasgow er der tre hovedtyper af restriktionsenzymer. Type I skelner mellem en bestemt sekvens langs DNA-molekylet, men udelukker kun en streng af dobbelthelixen. Desuden udsender det nukleotider på klippestedet. Et andet enzym skal følge op for at skære den anden streng af DNA. Type II genkender en bestemt sekvens og skiver begge strenge af DNA tæt på eller inden for det målrettede sted. Type III vil skære de to tråde af DNA i en forudbestemt afstand fra genkendelsesstedet.