Restrikcijski enzim

Restrikcijski enzimi ili endonukleaze su oni enzimi koji su sposobni razdvajati (sjeći) sekvence baznih parova na bazno-specifičnim mjestima u molekuli DNK. Restrikcijski enzimi režu (sijeku) molekulu DNK na određene bazne sekvence tako da svaki do sada izolirani enzim ima "svoju" prepoznatljivu sekvencu koju izdvaja. To omogućava usmjereno „parčanje“ DNK pri čemu nastaju definirani dijelovi određene dužine i poznatih krajnjih sekvenci. Zato su ovi enzimi među najdjelotvornijim i najšite primjenjivanim sredstvima u ciljanim istraživanjima u oblasti genetičkog inženjerstva i biotehnologije. Pomoću ovih biološki aktivnih supstanci moguće je izdijeliti duge makromolekule DNK u fragmente koji su pogodni za dalje manipuliranje. Specifičnost mjesta reza omogućava bolje upoznavanje specifične strukture pojedinih sekvenci DNK. Poznato je nekoliko stotina restrikcijskih enzima za različite pozicije specifičnih rezova.

Rezovi molekula DNK tvore sekvence koje mogu imati dvije vrste krajeva:

• oni koji su na krajevima koji strše i označavaju se kao ljepljivi krajevi (eng. sticky ends) i
• glatki rezovi bez stršećih DNK krajeva, a zovu se tupi krajevi (blunt ends). Jedan od primjera u prvoj kategoriji je restrikcijski enzim EcoRI, a u drugoj restrikcijski enzim HaeIII, npr.

1. po svojoj strukturi i da li režu svoj DNK supstrat na svom mjestu prepoznavanja ili je
2. njihovo mjesto prepoznavanja i reza odvojeno od drugih. Da bi se rezala molekula DNK, treba imati na umu da svi restrikcijski enzimi čine dva reza, jednom kroz svaku okosnicu lanca (šećer-fosfat), tj. oba lanca nukleotida u dvojnoj spirali DNK.

Ovi enzimi su nađeni kod bakterija Archaea, a obezbjeđuju mehanizme za odbranu od invazije virusa. Unutar prokariota, restrikcijski enzimi selektivno sijeku stranu DNK u procesu koji se zove restrikcija, dok je vlastita DNK zaštićena modificiranim enzimom (metiltransferaza), koja blokira rezanje prokariotske DNK. Zajedno, ova dva procesa formiraju restrikcijski sistema modifikacije.

Detaljno je istraživano je preko 3.000 restrikcijskih enzima, a više od njih 600 su pripremljeni za komercijalni promet. Ovi enzimi se rutinski upotrebljavaju za DNK modifikacije u molekulskom kloniranju.^[1][2]

1. ^ Primrose S. B., Old R. W. (1994): Principles of gene manipulation: An introduction to genetic engineering. Blackwell Scientific, Oxford, ISBN 0-632-03712-1.
2. ^ Micklos D. A., Bloom M. V., Freyer G. A. (1996): Laboratory DNA science: An introduction to recombinant DNA techniques and methods of genome analysis. Benjamin/Cummings Pub. Co, Menlo Park, Calif, ISBN 0-8053-3040-2.