Av Kay Tang – Uppdaterad 30 augusti 2022
På 1960-talet upptäckte forskarna Werner Arber och Stewart Linn att vissa enzymer i E. coli kan blockera viral replikation genom att klyva DNA. De identifierade en klass av enzymer – senare kallade restriktionsnukleaser – som skär DNA i slumpmässiga positioner, vilket framhävde behovet av ett mer exakt verktyg.
År 1968 isolerade H.O. Smith, K.W. Wilcox och T.J. Kelley det första välkarakteriserade restriktionsenzymet, HindIII, vid Johns Hopkins University. HindIII skär DNA i en specifik sekvens med sex baspar, en upptäckt som öppnade dörren till systematisk användning av restriktionsenzymer inom molekylärbiologi. Sedan dess har över 900 enzymer identifierats från 230 bakteriestammar, vilket ger en enorm verktygslåda för forskare.
Restriktionsenzymer möjliggör genomkartläggning genom en teknik som kallas Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP). Genom att skära DNA på kända igenkänningsställen genererar forskare fragment av karakteristiska längder som kan separeras med gelelektrofores. RFLP har visat sig vara ovärderligt för DNA-typning, kriminalteknisk analys och studier av genetisk variation i populationer.
Hörnstenen i genteknik är skapandet av rekombinanta DNA-molekyler. I praktiken skärs en plasmidvektor med ett restriktionsenzym, och en gen av intresse – ofta härledd från en annan organism – infogas. De kompatibla klibbiga ändarna som produceras av TypeII-enzymer sammanfogas av DNA-ligas, vilket bildar en stabil hybridkromosom som kan förökas i bakterier.
Restriktionsenzymer kategoriseras i tre huvudklasser:
