Tout À propos des enzymes de restriction

Que savez-vous des enzymes de restriction? Obtenez une meilleure compréhension de ce qu'ils font et pourquoi ils sont importants, avec cet examen.

Définition des enzymes de restriction

Les endonucléases de restriction sont une classe d'enzymes qui coupent les molécules d'ADN. Chaque enzyme reconnaît une séquence unique de nucléotides dans le brin d'ADN. De telles séquences ont habituellement une longueur d'environ 4 à 6 paires de bases. Les séquences sont palindromiques en ce que le brin d'ADN complémentaire n'a la même séquence que dans le sens inverse.

En d'autres termes, les deux brins d'ADN sont coupés au même endroit.

Où ces enzymes sont trouvées

On trouve des enzymes de restriction dans de nombreuses souches différentes de bactéries où leur rôle biologique est de participer à la défense cellulaire. Ces enzymes "limitent" l'ADN étranger (par exemple viral) qui pénètre dans la cellule, en le détruisant. La cellule hôte possède un système de restriction-modification qui méthyle son propre ADN à des sites spécifiques pour ses enzymes de restriction respectives, le protégeant ainsi du clivage. Plus de 800 enzymes connues ont été découvertes qui reconnaissent plus de 100 séquences nucléotidiques différentes.

Utilisation en biotechnologie

Les enzymes de restriction sont utilisées en biotechnologie pour couper l'ADN en brins plus petits afin d'étudier les différences de longueur des fragments entre les individus (polymorphisme de longueur de fragment de restriction - RFLP). Ils sont également utilisés pour le clonage de gènes.

Des techniques RFLP ont été utilisées pour déterminer que des individus ou des groupes d'individus ont des différences distinctes dans les séquences de gènes et les schémas de clivage de restriction dans certaines zones du génome.

La connaissance de ces zones uniques est la base de l'empreinte génétique de l'ADN. Chacune de ces méthodes dépend de l'utilisation de l'électrophorèse sur gel d'agarose pour la séparation des fragments d'ADN. Le tampon TBE, qui est composé de base Tris, d'acide borique et d'EDTA, est couramment utilisé pour l'électrophorèse sur gel d'agarose afin d'examiner les produits d'ADN.

Types d'enzymes de restriction

Il existe trois types différents d'enzymes de restriction. Le type I coupe l'ADN à des emplacements aléatoires jusqu'à 1000 paires de bases ou plus à partir du site de reconnaissance. Coupes de type III à environ 25 paires de bases du site. Les types I et III nécessitent de l'ATP et peuvent être de grandes enzymes avec plusieurs sous-unités. Les enzymes de type II, qui sont principalement utilisées en biotechnologie, coupent l'ADN dans la séquence reconnue sans avoir besoin d'ATP et sont plus petites et plus simples.

Les enzymes de restriction de type II sont nommées en fonction de l'espèce bactérienne à partir de laquelle elles sont isolées. Par exemple, l'enzyme EcoRI a été isolée à partir de

E. coli . La plupart des gens connaissent E. coli foyers dans les aliments. Les enzymes de restriction de type II peuvent générer deux types de coupures différentes selon qu'elles coupent les deux brins au centre de la séquence de reconnaissance ou chaque brin se rapproche d'une extrémité de la séquence de reconnaissance.

La première coupe produira des «extrémités émoussées» sans surplombs nucléotidiques. Ce dernier génère des extrémités «collantes» ou «cohésives» parce que chaque fragment d'ADN résultant a un surplomb qui complimente les autres fragments. Les deux sont utiles en génétique moléculaire pour la fabrication d'ADN et de protéines recombinants.

Cette forme d'ADN se distingue par le fait qu'elle est produite par la ligature (collage) de deux ou plusieurs brins différents qui n'étaient pas liés ensemble à l'origine.