Enzimas de Restrição

 

As enzimas de restrição são qualquer um de um grupo das enzimas que degradam moléculas de DNA ou RNA quebrando ligações dentro das cadeias polinucleotídica, para processamento de genes na tecnologia de DNA recombinante e para mapeamento de cromossomos.s.

Uma enzima de restrição é uma proteína que reconhece uma sequência de nucleotídeos curta e específica e corta o DNA apenas naquele local específico, que é conhecido como local de restrição ou sequência alvo

Endonuclease de restrição é uma enzima de bactérias que pode reconhecer sequências de bases específicas no DNA e cortar (restringir) o DNA naquele local (o local de restrição).

Também chamada de enzima de restrição.

O que são

As enzimas de restrição são enzimas de corte de DNA encontrados em bactérias (e colhidas a partir deles para uso). Porque eles cortam dentro da molécula, que são muitas vezes chamado de endonucleases de restrição.

A fim de ser capaz de sequenciar o DNA, é primeiro necessário cortá-la em fragmentos menores. Muitas enzimas que digerem DNA (como aqueles em seu fluido pancreático) pode fazer isso, mas a maioria deles não servem para o trabalho de seqüência porque eles cortaram cada molécula de forma aleatória.

Isto produz uma coleção heterogénea de fragmentos de tamanhos variados.

O que é necessário é um meio para clivar a molécula de ADN em alguns locais precisamente localizadas de modo que um pequeno conjunto de fragmentos homogéneos são produzidos.

As ferramentas para isso são as endonucleases de restrição. A mais raro o local em que reconhece, quanto menor for o número de peças produzidas por uma determinada endonuclease de restrição.

As enzimas de restrição

As enzimas de restrição são endonucleases que podem ser purificadas a partir de bactérias e que reconhecem sequências específicas, com 4 a 8pb, clivando em seguida as duas cadeias de DNA nesse mesmo sítio; essas sequências designam-se por sítio de restrição e são normalmente curtas sequências palindrómicas, isto é, a sequência do sítio de restrição é a mesma em ambas as cadeias quando estas são ?lidas? no sentido 5? ? 3?.

Os locais de clivagem são portanto definidos pela sequência de nucleotídeos, e é portanto esta que define o tamanho dos fragmentos obtidos.

As diferentes enzimas de restrição apresentam especificidade para diferentes sequências o que permite escolher a(s) enzima(s) de restrição necessárias para clivar um fragmento de DNA com um determinado gene.

O que é uma endonuclease?

Uma endonuclease é uma enzima especializada que é capaz de quebrar as ligações entre os ácidos nucléicos em uma cadeia polinucleotídica, produzindo dois fragmentos.

Essas enzimas podem atuar no DNA e no RNA para cortar de dentro de uma fita.

Certas endonucleases, conhecidas como endonucleases de restrição, atacam locais específicos dentro de fitas de RNA e DNA, reconhecendo sequências particulares.

Essas enzimas são muito valiosas na pesquisa científica, quando as pessoas desejam a capacidade de editar informações genéticas, como na engenharia genética.

Em contraste, uma exonuclease só pode cortar o material genético no final de uma fita de DNA ou RNA. As endonucleases são usadas por bactérias e arqueas como parte de seus mecanismos de defesa.

Algumas das primeiras observações dessas enzimas em ação vêm de pesquisas com bactérias, e as bactérias são usadas para produzir endonucleases em grande escala para fins de pesquisa.

Dentro de uma bactéria, uma endonuclease é projetada para repelir ataques virais, cortando DNA estranho de modo que se torne não funcional.

O organismo protege seu próprio DNA das ações da endonuclease por meio de um processo conhecido como metilação. A metilação impede a ação da endonuclease, garantindo que o DNA do organismo permaneça intacto. O DNA estranho, no entanto, não tem tanta sorte, e a endonuclease cortará perfeitamente a espinha dorsal do DNA em dois lugares, separando-o para criar fitas separadas. Dependendo de qual endonuclease está envolvida, os eventos podem ser “contundentes” ou “pegajosos”, referindo-se a onde na fita o DNA ou RNA é cortado.

Os pesquisadores podem usar endonucleases de restrição conhecidas para cortar o DNA em áreas-alvo desejadas, criando um ponto de inserção conveniente. Novo material genético pode ser inserido neste ponto, com o objetivo de estimular a expressão de um gene inteiramente novo. Isso pode ser usado para fazer coisas como introduzir resistência a herbicidas nas lavouras, de modo que os agricultores possam pulverizar os campos para conter as ervas daninhas.

Os laboratórios que fabricam endonucleases vendem seus produtos para pesquisadores e outros laboratórios. O laboratório descreve as formas pelas quais um produto pode atuar, permitindo aos pesquisadores determinar qual produto seria mais adequado para os usos desejados. Trabalhar com endonucleases pode ser complicado e requer paciência e habilidade.

Pode-se pensar em uma enzima como uma endonuclease de restrição como um conjunto de tesouras muito pequeno e muito exigente que pode ser usado para elaborar um projeto, mas também pode funcionar mal se não for manuseado corretamente, cortando no local errado ou deixando de cortar.

Enzima de restrição – Endonuclease de restrição

Enzima de restrição, também chamado de endonuclease de restrição, uma proteína produzida pela bactérias que cliva o DNA em locais específicos ao longo da molécula.

Na célula bacteriana, enzimas de restrição clivam o DNA estranho, eliminando, assim, os organismos infecciosos.

As enzimas de restrição pode ser isolado a partir de células bacterianas e utilizado no laboratório para manipular os fragmentos de DNA, tais como aqueles que contêm genes; por esta razão eles são ferramentas indispensáveis de DNA recombinante tecnologia, ou de engenharia genética.

Uma bactéria usa uma enzima de restrição para se defender contra vírus bacterianos chamados bacteriófagos ou fagos. Quando um fago infecta uma bactéria, ele insere o seu DNA na célula bacteriana, de modo que ele pode ser replicado. A enzima de restrição impede a replicação do DNA do fago, cortando-a em vários pedaços.

As enzimas de restrição foram nomeados pela sua capacidade para restringir ou limitar o número de estirpes de bacteriófago que pode infectar uma bactéria.

Cada enzima de restrição reconhece uma sequência curta, específica de bases de nucleotídeos (as quatro subunidades químicas básicas da molécula do DNA-adenina linear de cadeia dupla, citosina, timina, guanina e).

Estas regiões são chamados as sequências de reconhecimento e são distribuídas aleatoriamente ao longo do DNA.

Diferentes bactérias espécies fazer enzimas de restrição que reconhecem diferentes nucleotídeos seqüências.

Quando uma restrição de endonuclease reconhece uma sequência, que corta através da molécula de DNA, catalisando a hidrólise (divisão de uma ligação química através da adição de uma molécula de água) da ligação entre os nucleótidos adjacentes. Bactérias impedir o seu próprio DNA de ser degradado desta maneira, disfarçando suas sequências de reconhecimento.

As enzimas denominadas metilases adicionar grupos metilo (-CH 3) de adenina ou citosina bases dentro da sequência de reconhecimento, o qual é, portanto, modificados e protegidas da endonuclease.

A enzima de restrição e a sua correspondente metilase constituem o sistema de restrição-modificação de uma espécie bacteriana.

Existem três classes de enzimas de restrição, os tipos designados: I, II, e III.

Tipos I e III, as enzimas são semelhantes na medida em que tanto a atividade de restrição e metilase são realizadas por uma grande enzima complexa, em contraste com o sistema de tipo II, em que a enzima de restrição é independente da sua metilase.

Tipo II enzimas de restrição também diferem dos outros dois tipos em que clivam o DNA em locais específicos dentro do local de reconhecimento; os outros clivar o DNA de forma aleatória, por vezes centenas de bases da sequência de reconhecimento.

Enzima de restrição – DNA

As enzimas de restrição são usadas em biotecnologia para cortar DNA em cadeias menores, a fim de estudar as diferenças de comprimento de fragmentos entre os indivíduos ou para a clonagem de gene.

As enzimas de restrição (ou endonucleases de restrição) são enzimas que cortam o DNA em locais específicos.

As enzimas reconhecem determinadas sequencias nucleotídicas do DNA e fragmentam a molécula sempre que identificam essa sequência, produzindo extremidades coesivas.

Enzima de Restrição – EcoRI

As enzimas de restrição foram descobertas em bactérias que resistiam à infecção dos vírus (bacteriófagos) produzindo enzimas que seccionavam o DNA viral, fragmentando-o em porções inofensivas.

As enzimas atuam quando identificam determinadas sequencias especificas – locais de restrição – geralmente compostas por 4-6 nucleótidos.

As enzimas cortam as ligações entre o grupo hidroxilo 3’ de um nucleótido e o grupo fosfato 5’ do nucleótido adjacente.

As extremidades das cadeias seccionadas – extremidades coesivas – quando contactam com outras resultantes da ação da mesma enzima podem emparelhar por complementaridade.

Tipos

Existem três tipos diferentes de enzimas de restrição:

Tipo I: corta o DNA em locais aleatórios, tanto quanto mil ou mais pares de bases do local de reconhecimento. Cortes do tipo III de cerca de 25 pares de bases do site. Tipos I e III requerem ATP e pode ser grandes enzimas com múltiplas subunidades. Enzimas do tipo II, que são predominantemente utilizados na biotecnologia, cortar o ADN dentro da sequência de reconhecimento, sem a necessidade de ATP, e são menores e mais simples.

Tipo II: enzimas restrição são nomeados de acordo com a espécie bacteriana a partir do qual eles estão isolados. Por exemplo, a enzima Eco RI foi isolado a partir de co li E..

Tipo II: enzimas de restrição pode gerar dois tipos diferentes de cortes, dependendo se eles cortam ambas as cadeias no centro da sequência de reconhecimento, ou cada fio mais perto de uma das extremidades da sequência de reconhecimento. O primeiro corte vai gerar “termina sem corte” sem saliências nucleotídeos. Este último, gera “pegajoso” ou “coesa” termina, porque cada fragmento resultante de DNA tem uma saliência que complementa os outros fragmentos. Ambos são úteis em genética molecular para a tomada de ADN recombinante e proteínas.

Resumo

As enzimas de restrição são enzimas que reconhecem sequências de DNA particulares e as clivam, separando uma fita de DNA em duas, onde quer que encontrem as sequências que foram codificadas para reconhecer.

Existem várias aplicações para enzimas de restrição, talvez mais notadamente na tecnologia de DNA recombinante, que permite aos cientistas manipular informações genéticas. O DNA recombinante é usado para tudo, desde o desenvolvimento de produtos terapêuticos como a insulina para tratamento médico até a modificação de plantações.

Essas enzimas são isoladas de bactérias. Nas bactérias, eles protegem o organismo de DNA estranho, cortando o DNA quando ele é reconhecido pelo corpo da bactéria.

As bactérias usam uma técnica chamada modificação de restrição para se proteger de suas enzimas de restrição, garantindo que as enzimas não ativem o DNA da própria bactéria. Como mecanismo de autodefesa, as enzimas de restrição são excelentes, impedindo a replicação do DNA estranho no corpo, fragmentando-o.

Numerosas enzimas de restrição foram descobertas e mais estão sendo constantemente descobertas em um processo conhecido como mapeamento de enzimas de restrição.

Vários laboratórios produzem enzimas de restrição para vender a pesquisadores e outros laboratórios. Cada enzima de restrição foi codificada para responder a uma sequência particular de nucleotídeos, e a sequência é geralmente um palíndromo, com leitura anterior e posterior. Quando uma enzima de restrição encontra a sequência que reconhece, ela corta ambas as fitas da estrutura de dupla hélice do DNA, separando-a.

Ele também criará vários fragmentos se identificar mais de uma cópia da sequência que conhece.

Algumas enzimas de restrição cortam diretamente a dupla hélice, criando o que é conhecido como extremidades cegas. Outros cortam em pontos diferentes em outros lados, fazendo um corte irregular conhecido como “pontas pegajosas”. Em ambos os casos, uma enzima conhecida como DNA ligase pode ser usada para juntar um pedaço de DNA ao DNA cortado, desde que as duas porções tenham extremidades complementares.

Essa técnica pode ser usada para inserir novo DNA em um genoma e para manipular um genoma, como se fosse encaixar as peças de dois quebra-cabeças diferentes.

Em alguns casos, uma enzima de restrição é codificada para o que é conhecido como reconhecimento inequívoco, o que significa que ela reconhece apenas sequências muito específicas.

Outros são codificados para reconhecimento ambíguo, procurando por sequências nas quais nucleotídeos específicos se enquadram em quaisquer nucleotídeos. Usando enzimas de restrição conhecidas, os pesquisadores podem selecionar seletivamente uma amostra de DNA em fragmentos conhecidos como fragmentos de restrição.

Enzimas de restrição

Fonte: www.sciencelearn.org.nz/www.britannica.com/med.up.pt/www.prospecbio.com/www.bio.miami.edu/www.wisegeek.org/www.biologyonline.com/www.ncbi.nlm.nih.gov/www.khanacademy.org