Cos'è endonucleasi?

Endonucleasi: Enzimi di Restrizione

Le endonucleasi, spesso chiamate anche enzimi di restrizione, sono enzimi che tagliano i legami fosfodiesterici all'interno di una catena polinucleotidica. A differenza delle esonucleasi, che rimuovono i nucleotidi dalle estremità di una catena, le endonucleasi agiscono all'interno della sequenza. Sono ampiamente utilizzate in biologia molecolare e ingegneria genetica.

Tipologie Principali:

Esistono diversi tipi di endonucleasi, ma le più importanti in biologia molecolare sono le endonucleasi di restrizione di tipo II. Queste endonucleasi riconoscono sequenze specifiche di DNA, chiamate siti di restrizione, e tagliano il DNA in corrispondenza o in prossimità di questi siti.

• Endonucleasi di Restrizione di Tipo II:
  • Riconoscono sequenze specifiche di DNA (tipicamente palindromiche, cioè leggono allo stesso modo in entrambe le direzioni su filamenti opposti).
  • Tagliano il DNA in corrispondenza o in prossimità di questi siti di riconoscimento.
  • Producono frammenti di DNA con estremità coesive (sticky ends) o estremità smussate (blunt ends).
  • Esempi comuni includono EcoRI, HindIII e BamHI.

Applicazioni:

Le endonucleasi di restrizione hanno una vasta gamma di applicazioni, tra cui:

• Clonaggio Genico: Per tagliare sia il DNA da clonare (l'inserto) che il vettore (ad esempio, un plasmide) con lo stesso enzima di restrizione, creando estremità compatibili che possono essere legate insieme dalla DNA ligasi.
• Mappatura del DNA: Per determinare la posizione relativa dei siti di restrizione lungo una molecola di DNA.
• Polimorfismi di Lunghezza dei Frammenti di Restrizione (RFLP): Per rilevare differenze genetiche tra individui in base alle variazioni nei siti di restrizione.
• Modifica Genomica: In combinazione con altre tecnologie come CRISPR-Cas9, le endonucleasi possono essere utilizzate per modificare il DNA in modo preciso.

Esempi e Funzionamento:

• EcoRI riconosce la sequenza GAATTC e taglia tra la G e la A, producendo estremità coesive.
• HaeIII riconosce la sequenza GGCC e taglia tra la G e la C, producendo estremità smussate.

La specificità delle endonucleasi di restrizione è fondamentale per la loro utilità. La conoscenza della sequenza di riconoscimento di un enzima è essenziale per pianificare gli esperimenti. L'abilità di produrre estremità coesive facilita la ligazione di frammenti di DNA.

In sintesi, le endonucleasi, in particolare le endonucleasi di restrizione di tipo II, sono strumenti essenziali in biologia molecolare che consentono di tagliare il DNA in modo specifico e controllato, aprendo la strada a una vasta gamma di applicazioni.