Ruolo e applicazioni degli enzimi di restrizione e della DNA ligasi

Funzione degli enzimi di restrizione

Gli enzimi di restrizione sono particolari enzimi prodotti da alcuni batteri per difendersi dall’attacco di virus.

Essi tramite un processo chiamato digestione da restrizione, tagliano le molecole di DNA estraneo, rompendo i legami tra gruppo ossidrile e gruppo fosfato, riducendole a piccoli frammenti non infettanti, chiamati frammenti di restrizione.

Meccanismo di azione e protezione

Gli enzimi di restrizione tagliano obliquamente il DNA a livello di una specifica sequenza di basi definita sequenza di riconoscimento o sito di restrizione, che solitamente è palindroma/o.

Gli enzimi di restrizione agiscono solo sul DNA estraneo, e mai sul DNA della cellula che li ha prodotti: i batterio infatti protegge il proprio DNA con un processo chiamato metilazione, che consiste nell’aggiungere ad ogni sequenza di riconoscimento un gruppo metile.

Utilizzo in laboratorio e DNA ligasi

Questi enzimi possono quindi essere estratti dalle cellule che li producono per essere poi utilizzati in laboratorio.

La DNA ligasi è uno speciale enzima contenuto in tutte le cellule che, durante il processo di duplicazione del DNA, unisce i frammenti di Okazaki.

Una volta isolati, questi enzimi possono essere utili per saldare insieme due sequenze qualsiasi di DNA.

Gli enzimi di restrizione effettuano tagli sfalsati a livello di una sequenza di riconoscimento palindroma formando così frammenti di restrizione che terminano con due estremità a filamento singolo, definite coesive, che contengono una sequenza di basi capace di legarsi ad un’altra per complementarietà

La DNA ligasi permette quindi di unire tra loro i frammenti di restrizione grazie alla formazione di legami idrogeno tra le basi; per funzione però richiedono ATP e sono molto sensibili alla temperatura.