Restriktionsenzymer produceras naturligt av bakterier och har sedan sin upptäckt spelat en grundläggande roll inom gentekniken. Dessa enzymer känner igen och klyver DNA:s dubbelhelix på specifika platser, vilket har möjliggjort framsteg inom områden som genterapi och läkemedelsproduktion.
En restriktionsenzym är det mer vardagliga namnet för ett restriktionsendonukleas. Restriktionsenzymer är proteiner som finns i bakterieceller och som känner igen specifika, korta DNA-sekvenser (deoxyribonukleinsyra) för att därefter klyva dubbelhelixsträngen just på den platsen. Dessa klyvande enzymer undersöktes först av Werner Arber, en schweizisk biokemist vid Genèveuniversitetet. Upptäckten av dessa enzymer har varit avgörande för utvecklingen av rekombinant DNA-teknik (som innebär kombination av DNA från olika arter) samt för genterapier.
Det finns tusentals olika restriktionsenzymer, och var och en är uppkallad efter den bakterie från vilken den härstammar. Dessa enzymer känner igen och klyver hundratals unika DNA-sekvenser, som typiskt är fyra till sju baspar långa. Forskare väljer vilken specifik restriktionsenzym som ska användas utifrån önskat resultat.
Restriktionsenzymer fungerar genom att rikta in sig på en specifik sekvens av baspar i DNA. DNA har fyra nukleotidbaser som paras ihop parvis: adenin paras med tymin och cytosin paras med guanin. Restriktionsenzymet gör att båda DNA-strängarna separeras, vilket ofta resulterar i DNA-molekyler med utstickande oparade baser – så kallade klibbiga ändar. Dessa klibbiga ändar kan fogas samman med komplementära DNA-baspar som klyvits med samma restriktionsenzym, även om DNA:t kommer från en helt annan art.
För att en gen ska kunna fungera räcker det inte att helt enkelt föra in den direkt i en cell. Först måste forskare använda restriktionsenzymer för att skära ut den gen de vill arbeta med. Samma restriktionsenzym används sedan för att öppna DNA:t i en värdcell, eller vektor, som levererar DNA:t. Vektorn kan vara bakteriell eller viral. Om målet är att producera stora mängder av den önskade genen används vanligtvis bakterieceller. Vid genterapi används i stället en modifierad viruscell som kan infektera specifika delar av en cell för att integrera det nya genetiska materialet.
Upptäckten av restriktionsenzymer har öppnat dörrarna för vetenskapliga framsteg inom både genterapi och läkemedelsutveckling. År 1982 blev humant insulin, producerat i genetiskt modifierade bakterier, det första rekombinanta läkemedlet som godkändes av den amerikanska livsmedels- och läkemedelsmyndigheten (FDA) för kommersiellt bruk. Vissa forskare hoppas att genterapi i framtiden kan leda till behandlingar för sjukdomar som cancer, hjärtsjukdom, aids och cystisk fibros.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online