Hoe worden gebruikte restrictie-enzymen?

Restrictie-enzymen zijn van nature geproduceerd door bacteriën. Sinds hun ontdekking, hebben zij een fundamentele rol in de genetische manipulatie gespeeld. Deze enzymen herkennen en te snijden op specifieke locaties in de dubbele helix van het DNA en hebben het mogelijk gemaakt voor de vooruitgang op gebieden zoals genetische therapie en farmaceutische productie. Definitie

Een restrictie-enzym is een meer gangbare naam voor een restrictie endonuclease. Restrictie-enzymen zijn eiwitten in bacteriële cellen die specifieke korte DNA (desoxyribonucleïnezuur) sequenties herkennen en vervolgens door een dubbele helix streng gesneden op die plek. Deze snijden enzymen werden eerst onderzocht door Werner Arber, een Zwitserse biochemicus aan de Universiteit van Genève. De ontdekking van deze enzymen is cruciaal in de vooruitgang van recombinant DNA technologie (waarbij een combinatie van DNA van verschillende soorten) en gentherapieën.
Types

Er zijn duizenden verschillende restrictie-enzymen, elk genoemd naar de bacteriën waaruit het is ontstaan. Deze enzymen herkennen en snijd honderden unieke DNA-sequenties, meestal 4-7 basiseenheden lang. Wetenschappers selecteren welke specifieke restrictie-enzym te gebruiken op basis van het gewenste resultaat.
Wijze van actie

Restrictie-enzymen werken
door gericht op een specifieke volgorde van de basenparen in DNA. DNA heeft vier nucleotide basen dat paar bij elkaar; adenine paren met thymine en cytosine paren met guanine. Het restrictie-enzym veroorzaakt beide strengen van het DNA om uiteen te vallen, wat vaak resulteert in DNA-moleculen met ongepaarde uitstekende basissen, of sticky ends. Deze overhangende uiteinden samen worden gebonden met complementaire DNA basenparen geknipt met dezelfde restrictie-enzym, zelfs als het DNA is van een geheel andere species.
Gebruikt

Om een ​​gen te werken, kan niet alleen worden rechtstreeks in een cel. Ten eerste, moeten de wetenschappers restrictie-enzymen gebruiken om splice, of uitgesneden, het gen ze willen gebruiken. Dezelfde restrictie-enzym wordt vervolgens gebruikt om het DNA te openen in een gastheercel of vector die het DNA levert. De vector kan bacteriële of virale. Als het doel is om grote hoeveelheden van het gewenste gen produceren bacteriecellen doorgaans worden gebruikt. Als het doel is voor gentherapie, is een gemodificeerde virale cel gebruikt die specifieke delen van een cel kan infecteren om het nieuwe genetische materiaal geïntegreerd.
Voordelen

De ontdekking van restrictie-enzymen die de deuren voor wetenschappelijke vooruitgang in gentherapie als farmaceutica. In 1982, humane insuline geproduceerd in genetisch gemanipuleerde bacteriën was het eerste recombinant product door de Amerikaanse Food and Drug Administration voor commercieel gebruik goedgekeurd. Sommige wetenschappers hopen dat gentherapie uiteindelijk kan leiden tot behandelingen voor ziekten zoals kanker, hart-en vaatziekten, AIDS en taaislijmziekte.