Bruk av begrensningsenzymer

Begrensningsenzymer er funksjonelle proteiner som finnes i bakterier. Enzymer hjelper til med å øke hastigheten på kjemiske reaksjoner, og levende organismer bruker enzymer til en rekke formål. Spesielt bruker bakterier restriksjonsenzymer til å kutte DNA på bestemte steder. Dette er nyttig for bakteriene for å beskytte mot infeksjon, men forskere kan også dra nytte av funksjonen til et restriksjonsenzym, og det er mange forskjellige bruksområder for restriksjonsenzymer både av bakterier og i laboratoriet.

Beskyttelse mot infeksjon

Bakteriearter bruker restriktjonsenzymer for å beskytte seg mot fremmed DNA. Når et virus infiserer en bakterie, forklar Drs. Reginald Garrett og Charles Grisham i sin bok "Biochemistry", legger det sitt genetiske materiale inn i bakteriecellen. Det genetiske materialet tar deretter over bakteriecellens genrepliserende maskin, og tvinger bakterien til å replikere viruset. Til slutt dreper viruset cellen og rømmer, sterkt multiplisert i antall, for å infisere flere bakterieceller. Begrensning enzymer bokstavelig "begrenser" virusets evne til å infisere en bakteriell celle ved å gjenkjenne og hakke opp viralt DNA før det kan skade cellen.

Sette inn utenlandske gener

Forskere utnytter noen av egenskapene til restriksjonsenzymer i laboratoriet. Spesifikke restriksjonsenzymer, kalt restriksjonsendonukleaser, innfører segmenter av DNA i eksisterende segmenter av DNA, i hovedsak å gjøre dem til en del av et organismers genom. Drs. Mary Campbell og Shawn Farrell, i sin bok "Biochemistry," forklarer at ved å bruke denne egenskapen av restriktionsendonukleaser, kan biokjemiske forskere gjøre bakteriearter innbefattet ikke-native sekvenser i deres DNA, og produsere ikke-native proteiner. Forskere kan lage Escherichia coli-bakterier, for eksempel produsere det humane insulinproteinet ved å sette DNAet for proteinet i bakterielle genomene.

Restriksjon Kartlegging

Forskere kan også bruke restriksjonsenzymer til å kartlegge plasmider, gjennom en prosess "called restriction mapping.", 3, [[Et plasmid er en del av bakterielt DNA som ikke er inkludert i det større genom eller DNA-sekvensen. Bakterier kan passere plasmider frem og tilbake, som sprer gener i en bakteriell populasjon. Forskere vil ofte kartlegge plasmider for å produsere spesifikke plasmider, som de da bruker til å sette inn en bestemt DNA-sekvens i en bakteriepopulasjon, forklare Drs. Campbell og Farrell.

Forskere kan bruke restriksjonsenzymer til å bryte et plasmid i biter, og deretter teste biter for å bestemme DNA-sekvensen for hver. Fra denne informasjonen gjenskaper de hele sekvensen av plasmid-DNA.

, , ] ]