Gli enzimi di restrizione sono un tipo di endonucleasi che possono essere utilizzati per tagliare il DNA a doppio filamento in regioni specifiche. Consentono ai ricercatori di ottenere i frammenti di DNA desiderati dal DNA genomico. Nell'impronta digitale del DNA, gli enzimi di restrizione possono essere utilizzati per tagliare il DNA per ottenere il pattern di bande di STR.

Gli enzimi di restrizione sono endonucleasi che tagliano il DNA a doppio filamento al centro del filamento in sequenze specifiche. Sono utilizzati in un'ampia varietà di studi genomici come la tecnologia del DNA ricombinante, la clonazione molecolare, l'analisi del polimorfismo dei frammenti di restrizione (RFLP), la mappatura del DNA, ecc. Il DNA fingerprinting è una tecnica in biotecnologia utilizzata per la determinazione delle caratteristiche del DNA o del Profilo del DNA di un particolare organismo. Il profilo del DNA viene generato in base a un tipo di elementi ripetitivi noti come brevi ripetizioni in tandem (STR). Durante il fingerprinting del DNA, le regioni STR vengono digerite con enzimi di restrizione per ottenere un pattern di bande chiamato profilo del DNA.

Aree chiave coperte

1. Cosa sono gli enzimi di restrizione - Definizione, caratteristiche, funzione 2. Come vengono utilizzati gli enzimi di restrizione nelle impronte digitali del DNA? – Ruolo degli enzimi di restrizione nell'impronta digitale del DNA

Termini chiave: impronte digitali del DNA, enzimi di restrizione, siti di riconoscimento delle restrizioni, brevi ripetizioni in tandem (STR)

Cosa sono gli enzimi di restrizione?

Gli enzimi di restrizione sono le endonucleasi che scindono il DNA a doppio filamento in specifiche sequenze di DNA note come siti di riconoscimento della restrizione. Quindi, sono un tipo di forbici biochimiche. Gli enzimi di restrizione sono prodotti naturalmente dai batteri per la difesa contro i batteriofagi. Questi enzimi sono isolati dai batteri e vengono utilizzati per tagliare il DNA in laboratorio. La capacità degli enzimi di restrizione di tagliare il DNA in una posizione precisa consente ai ricercatori di isolare i frammenti di DNA desiderati dal DNA genomico. L'azione di due enzimi di restrizione è mostrata in Figura 1.

Figura 1: enzimi di restrizione

Come vengono utilizzati gli enzimi di restrizione nell'impronta digitale del DNA?

Nell'impronta digitale del DNA, vengono sottoposti ad analisi i modelli degli elementi ripetuti chiamati brevi ripetizioni in tandem (STR). Gli STR si trovano nelle regioni centromeriche dei cromosomi e appartengono alle regioni non codificanti del genoma. Quindi, gli STR sono un tipo di DNA satellite. Pertanto, brevi sequenze di nucleotidi (2-6 paia di basi) vengono ripetute un numero variabile di volte in STR. Poiché gli individui hanno un numero diverso di STR in un dato locus. Pertanto, il profilo del DNA è unico per un particolare individuo. In tal senso, l'impronta digitale del DNA può essere utilizzata nell'identificazione di individui nei test di paternità e nelle indagini forensi. La tecnica del DNA fingerprinting è stata sviluppata da Sir Alec Jeffreys nel 1984. La procedura del DNA fingerprinting è descritta di seguito.

1. Il DNA dovrebbe essere isolato da un dato campione biologico come sangue, saliva, sperma, ecc.
2. Le regioni STR vengono amplificate mediante PCR per ottenere una notevole quantità di DNA.
3. Il DNA amplificato può essere sottoposto a digestione con enzimi di restrizione.
4. I frammenti possono essere separati mediante elettroforesi su gel in base alle loro dimensioni.

Sono mostrati diversi modelli di bande di STR in diversi individui Figura 2.

Figura 2: modelli STR

Generalmente, il DNA umano è costituito da 700.000 siti di riconoscimento delle restrizioni in tutto il genoma. Pertanto, un numero considerevole di siti di riconoscimento delle restrizioni può essere trovato anche all'interno delle regioni STR. Tagliando gli STR mediante enzimi di restrizione in un particolare sito di riconoscimento della restrizione, è possibile ottenere uno schema di bande. A causa del numero variabile di ripetizioni nelle regioni STR, anche il modello di banding differisce per individuo.

Conclusione

Gli enzimi di restrizione sono un tipo di endonucleasi che possono essere utilizzati per tagliare il DNA a doppio filamento in regioni specifiche. Consentono ai ricercatori di ottenere frammenti di DNA desiderati dal DNA genomico. Nell'impronta digitale del DNA, gli enzimi di restrizione possono essere utilizzati per tagliare il DNA per ottenere il pattern di bande di STR.

Riferimento:

1. "Impronta digitale del DNA". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 15 febbraio 2016, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "TaiIMae" di Inks002 su Wikipedia in inglese (CC BY-SA 3.0) tramite Commons Wikimedia 2. "D1S80Demo" di PaleWhaleGail su Wikipedia in inglese (CC BY-SA 3.0) tramite Commons Wikimedia