Un
enzima de restricción (o endonucleasas de restricción) es aquella que puede
reconocer una secuencia característica de nucleótidos dentro de una molécula de
ADN y cortar el ADN en ese punto en concreto, llamado sitio o diana de
restricción, o en un sitio no muy lejano a éste. Los sitios de restricción
cuentan con entre 4 y 12 pares de bases, con las que son reconocidos.
El
mecanismo de corte de DNA se realiza a través de la ruptura de dos enlaces
fosfodiéster en la doble hebra, lo que da lugar a dos extremos de DNA. Éstos
pueden ser romos (cuando los enlaces rotos coinciden) o Cohesivos/escalonados.
Estos últimos tienen tendencia a volver a unirse de modo espontáneo, ya que los
extremos se pueden unir a otros extremos coincidentes que pueda haber en la cercanía
(Apareamiento de Watson & Érick). Corte de EcoRI dejando extremos
cohesivos.Restricción de SmaI dejando extremos romos.
Los
fragmentos de ADN obtenidos de este modo pueden unirse por otras enzimas
llamadas ligasas.Las enzimas de restricción que a pesar de ser distintas y
provenir de distintas especies, tienen la misma secuencia de reconocimiento y
dejan el mismo extremo cohesivo, pero no cortan en el mismo sitio, son llamadas
isoesquizómeros. Por ejemplo, están los isoesquizómeros Asp718 y KpnI. El
Premio Nobel de Medicina de 1978 fue concedido a los microbiólogos Werner
Arber, Daniel Nathans y Hamilton Smith por el descubrimiento de las
endonucleasas de restricción lo que condujo al desarrollo de la tecnología de
ADN recombinante. El primer uso práctico de su trabajo fue la manipulación de
la bacteria E. coli para producir insulina humana para los diabéticos. Uno de
los campos en los que el uso de enzimas de restricción ha tenido mayor
implicación ha sido el diagnóstico de enfermedades genéticas relacionadas con
cambios en la secuencia del ADN, ya sean mutaciones puntuales, inserciones o
deleciones de fragmentos. Si éstas se producen en un sitio de reconocimiento de
la enzima de restricción, al producirse eliminarán o agregarán nuevos sitios de
corte. Al aplicar esta enzima al gen de una persona sana y una enferma se
deberían observar distintas cantidades de fragmentos para cada caso en una
electroforesis.
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