Las enzimas endonucleasas

Las enzimas endonucleasas de restricción son proteínas bacterianas encargadas de cortar el ADN a partir de una secuencia específica de nucleótidos que reconoce. En las bacterias actúan como un mecanismo de defensa, para degradar material genético extraño que entre en la célula. Las bacterias tienen la capacidad de metilar su DNA, lo cual sirve para distinguir entre el DNA extraño y el DNA propio, sin embargo, no pueden cortar DNA metilado, de este modo solo afectan el DNA extranjero y no el de la bacteria.

Existen 3 tipos de enzimas de restricción:

1. Tipo I y Tipo III:

a. Tienen actividad de restricción (cortan) y modificación (metilan).

b. Cortan a cierta distancia de la secuencia de reconocimiento, las Tipo I cortan lejos de la secuencia de reconocimiento, ya sea río arriba o río abajo. Las Tipo III cortan de 5-8 bases antes o despúes de la secuencia que reconocen.

c. Necesitan ATP para moverse a través de la molécula de DNA, desde el lugar de reconocimiento hasta el sitio del corte.

2. Tipo II:

a. Sólo tienen actividad de restricción.

b. Cortan de manera consistente y predecible dentro de la secuencia que reconocen.

c. Sólo requieren Mg++ como cofactor.

d. No necesitan ATP.

Las endonucleasas se nombran a partir de las bacterias de las que son extraídas, su nombre está dado según el género y la especie de la bacteria de donde se aisló por primera vez. La primera letra representa el género de la bacteria, las próximas dos indican la especie, una cuarta letra indica la cepa, y un número al final indica la cantidad de enzimas que se han aislado de esa cepa. Por ejemplo:

Eco RI à E = género Escherichia

co = especie coli

R = cepa RV 13

I = primera endonucleasa aislada de esta cepa

Werner Aber, Daniel Nathans y Hamilton Smith se les atribuye el descubrimiento de estas enzimas de restricción que les hizo merecedores del Premio Nobel de Fisiología y Medicina.

Werner Arber comenzó su investigación en 1960 en la Universidad de Ginebra acerca de el fenómeno conocido como “host-controlled restriction of bacteriophages”. Mientras trabajaba en este proyecto conoció endonucleasas tipo I capaces de cortar determinados genes de secuencia de ADN.

Smith comprobó esta teoría de Arber, que mencionaba la existencia de proteínas que cortaban el ADN en secciones específicas, purificando una enzima de restricción y mostrando como corta en medio del ADN en una secuencia simétrica. Nathans llevo estos conocimientos al campo de la genética, demostrando la construcción de mapas genéticos y aplicando enzimas de restricción para resolver problemas genéticos.

Nathans también usó la enzima de restricción aislada de una bacteria con la ayuda de Hamilton O. Smith, para investigar la estructura del ADN de un virus símico denominado Papovirus SV-40, el virus más simple conocido que causa cáncer. Fue la primera aplicación de enzimas de restricción en la identificación de las bases moleculares del cáncer.

Hasta la fecha existen más de 270 enzimas de restricción, no se conoce la cantidad exacta ya que se nombran dependiendo de la bacteria de dónde se aisló por primera vez y muchas poseen características similares de manera que la única forma de aproximar una cantidad de endonucleasas existentes seria mediante las clasificaciones ya mencionadas.

Cada especie de bacteria tiene “preferencias” por tener en su genoma determinados tipos de secuencias. Si entra en su citoplasma un ADN de otra especie tendrá preferencia por otras secuencias distintas. De forma que la bacteria tiene una enzima que corta el ADN en una secuencia que ella no posee, pero el ADN de otras especies sí lo tendrá,

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