Restriktionsenzym, även kallad restriktionsendonukleas, ett protein producerat av bakterier som klyver DNA på specifika platser längs molekylen. I bakteriecellen klyver restriktionsenzymer främmande DNA, vilket eliminerar infekterande organismer. Restriktionsenzymer kan isoleras från bakterieceller och användas i laboratoriet för att manipulera fragment av DNA, såsom de som innehåller gener; av detta skäl är de nödvändiga verktyg för rekombinant DNA-teknik (genteknik).
En bakterie använder ett restriktionsenzym för att försvara mot bakterievirus som kallas bakteriofager eller fager. När en fag infekterar en bakterie, sätter den in sitt DNA i bakteriecellen så att den kan replikeras. Restriktionsenzymet förhindrar replikering av fag-DNA genom att skära det i många delar. Restriktionsenzymer kallades för deras förmåga att begränsa eller begränsa antalet stammar av bakteriofager som kan infektera en bakterie.
Varje restriktionsenzym känner igen en kort, specifik sekvens av nukleotidbaser (de fyra grundläggande kemiska underenheterna för den linjära dubbelsträngade DNA-molekylen - adenin, cytosin, tymin och guanin). Dessa regioner kallas igenkänningssekvenser eller igenkänningsställen och är slumpmässigt fördelade över DNA: t. Olika bakteriesorter gör restriktionsenzymer som känner igen olika nukleotidsekvenser.
När en restriktionsendonukleas känner igen en sekvens, hoppar den genom DNA-molekylen genom att katalysera hydrolysen (delning av en kemisk bindning genom tillsats av en vattenmolekyl) av bindningen mellan intilliggande nukleotider. Bakterier förhindrar att deras eget DNA bryts ned på detta sätt genom att dölja deras igenkänningssekvenser. Enzymer som kallas metylaser lägga metylgrupper (-CH 3) till adenin eller cytosinbaser inom igenkänningssekvensen, som således är modifierad och skyddad från endonukleaset. Restriktionsenzymet och dess motsvarande metylas utgör ett restriktionsmodifieringssystem för en bakteriesort.
Traditionellt erkänns fyra typer av restriktionsenzymer, betecknade I, II, III och IV, vilka främst skiljer sig i struktur, klyvningsplats, specificitet och kofaktorer. Typ I- och III-enzymer är likartade genom att både restriktions- och metylasaktiviteter utförs av ett stort enzymkomplex, till skillnad från typ II-systemet, i vilket restriktionsenzymet är oberoende av dess metylas. Typ II-restriktionsenzymer skiljer sig också från typerna I och III genom att de klyver DNA på specifika ställen inom igenkänningsstället; de andra klyver DNA slumpmässigt, ibland hundratals baser från igenkänningssekvensen. Flera tusen typ II-restriktionsenzymer har identifierats från en mängd olika bakterier. Dessa enzymer känner igen några hundra distinkta sekvenser, vanligtvis fyra till åtta baser i längd. Restriktionsenzymer av typ IV klyver endast metylerat DNA och visar svag sekvensspecificitet.
Restriktionsenzymer upptäcktes och karakteriserades i slutet av 1960-talet och början av 1970-talet av molekylärbiologer Werner Arber, Hamilton O. Smith och Daniel Nathans. Enzymernas förmåga att skära DNA på exakta platser gjorde det möjligt för forskare att isolera geninnehållande fragment och rekombinera dem med andra DNA-molekyler - dvs. att klona gener. Namnen på restriktionsenzymer härstammar från släkten, arten och stambeteckningarna för bakterierna som producerar dem; till exempel produceras enzymet EcoRI av Escherichia coli-stam RY13. Det antas att restriktionsenzymer härstammade från ett vanligt förfäderprotein och utvecklades för att känna igen specifika sekvenser genom processer såsom genetisk rekombination och genamplifiering.
![Strid om Falklandsöarna första världskriget [1914]](https://images.thetopknowledge.com/img/world-history/7/battle-falkland-islands-world-war-i-1914.jpg "Strid om Falklandsöarna första världskriget [1914]")
