Restriktionsenzym

Restriktionsenzymer upptäcktes hos bakterier, där de fungerar som ett slags immunförsvar mot virus. När ett virus försöker injicera sitt arvsmassa klipper bakterien sönder det främmande DNA:t med hjälp av enzymet. Bakteriens eget DNA skyddas genom att vissa positioner är kemiskt märkta, så att enzymet inte angriper den egna arvsmassan. Namnet kommer av att enzymerna "restringerar", alltså begränsar, virusens förmåga att föröka sig.

Varje restriktionsenzym känner igen en specifik kort följd av baser, ofta fyra till åtta baspar lång. En sådan sekvens kallas igenkänningssekvens och är vanligen en så kallad palindrom, vilket betyder att den läses likadant på båda DNA-strängarna fast i motsatt riktning. Det välkända enzymet EcoRI, som ursprungligen isolerades ur tarmbakterien Escherichia coli, klipper exempelvis alltid vid sekvensen GAATTC. Varje gång den följden dyker upp i en DNA-sträng kapas molekylen på samma ställe.

Ett konkret exempel: om du har en lång DNA-tråd och behandlar den med EcoRI, klipps tråden i flera bitar, en vid varje GAATTC-position. Snittet blir ofta ojämnt så att korta enkelsträngade ändar bildas, så kallade klibbiga ändar. Dessa ändar kan lätt para ihop sig med andra DNA-bitar som klippts med samma enzym, vilket gör det möjligt att foga samman arvsmassa från helt olika organismer. Just den egenskapen lade grunden för den genteknik som används idag.

Inom forskning och bioteknik används restriktionsenzymer för att klippa, sortera och sätta ihop DNA. De har historiskt också använts i en metod som kallas RFLP, där man jämför hur långa DNA-bitarna blir efter klippning. Eftersom människor har små skillnader i sin arvsmassa kan ett snittställe finnas hos en person men saknas hos en annan, vilket ger olika mönster av fragment. Denna teknik var en av de tidigaste metoderna för DNA-baserad identifiering och släktskapsanalys, innan dagens snabbare sekvenseringsmetoder tog över.

För den som ägnar sig åt DNA-test och släktforskning är restriktionsenzymer främst en del av den tekniska historien. De moderna konsumenttesterna bygger numera på andra metoder, men förståelsen för hur DNA kan klippas och läsas hjälper till att förklara hur hela fältet en gång växte fram.