5.7: Enzimas de restricción
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Una enzima de restricción reconoce y corta el ADN solo en una secuencia particular de nucleótidos. Por ejemplo, la bacteria Hemophilus aegypticus produce una enzima llamada HaelIII que corta el ADN dondequiera que encuentre la secuencia
5'GGCC3'
3'CCGG5'
El corte se realiza entre los adyacentes G y C. Esta secuencia particular se produce en 11 lugares en la molécula circular de ADN del virus ΦX174. Así, el tratamiento de este ADN con la enzima produce 11 fragmentos, cada uno con una longitud precisa y secuencia de nucleótidos. Estos fragmentos se pueden separar entre sí y determinar la secuencia de cada uno. HaIII y AluI cortan directamente a través de la doble hélice produciendo extremos “romos”. Sin embargo, muchas enzimas de restricción cortan de manera compensada. Los extremos del corte tienen una pieza que sobresale de ADN monocatenario. Estos se llaman “extremos pegajosos” porque son capaces de formar pares de bases con cualquier molécula de ADN que contenga el extremo pegajoso complementario. Cualquier otra fuente de ADN tratada con la misma enzima producirá tales moléculas. Mezcladas entre sí, estas moléculas pueden unirse entre sí por el emparejamiento de bases entre sus extremos pegajosos. La unión puede hacerse permanente por otra enzima, una ADN ligasa, que forma enlaces covalentes a lo largo de la cadena principal de cada hebra. El resultado es una molécula de ADN recombinante (ADNr).
La capacidad de producir moléculas de ADN recombinante no solo ha revolucionado el estudio de la genética, sino que ha sentado las bases de gran parte de la industria biotecnológica. La disponibilidad de insulina humana (para diabéticos), factor VIII humano (para varones con hemofilia A) y otras proteínas utilizadas en terapia humana fueron posibles gracias al ADN recombinante.
Enzimas de restricción artificiales
Además de las muchas enzimas de restricción naturales aisladas de bacterias y arqueas, ahora es posible sintetizar enzimas de restricción artificiales que cortan el ADN en cualquier secuencia deseada. Ejemplos:
- nucleasas de dedos de zinc
- TALens
- Moléculas de ARN CRISPR