restrictieenzymen

Restrictieenzymen, ook wel restrictie-endonucleasen genoemd, zijn enzymen die door vele bacteriën worden geproduceerd als onderdeel van restrictie-modificatiesystemen. Deze systemen beschermen de cel tegen buitenlijk DNA, zoals virale genoomstukken, door specifieke DNA-sequenties te herkennen en te knippen. Restrictieenzymen herkennen korte, specifieke DNA-sequenties, meestal 4 tot 8 basen lang, en knippen daarbinnen of er direct naast.

Het knippen levert vaak fragmenten met blinde uiteinden (blunt ends) of met cohesieve uiteinden (sticky ends). Het soort uiteinde hangt af van het gebruikte enzym.

Er bestaan verschillende typen restrictieenzymen. Type I knipt op een afstand van de herkenningssite en vereist ATP; Type II is het meest gebruikt in laboratoria en knipt meestal binnen of direct nabij de herkenningssite en vereist Mg2+; Type III knipt nabij de herkenningssite en heeft specifieke cofactoren; Type IV richt zich op gemodificeerd DNA, bijvoorbeeld gemethylateerd DNA. Bekende voorbeelden zijn EcoRI, dat GAATTC herkent, en HindIII, dat AAGCTT herkent; beide enzymen produceren vaak kleverige uiteinden.

Toepassingen in de moleculaire biologie zijn onder meer klonen, DNA-plakwerk, genoommapping en diagnostiek. Het systeem werkt samen met methyltransferasen die in de host-DNA de herkenningssites methyleren, zodat het eigen DNA beschermd blijft tegen knippen. In laboratoriumsituaties worden restrictieenzymen gebruikt in combinatie met ligases en andere gereedschappen om DNA-fragmenten gericht te manipuleren.

Star-activiteit kan optreden onder suboptimale omstandigheden, waarbij de enzymen minder specifieke sequenties herkennen. Daarom worden reacties zorgvuldig gecontroleerd op temperatuur, buffer en stofsamenstelling.