Lugar de restricción

Qué es el lugar de restricción

El nombre procede del papel biológico original de estas enzimas. En las bacterias, las enzimas de restricción restringen la infección por virus al cortar el ADN extraño que entra en la célula. De ahí que la secuencia reconocida se denomine lugar o sitio de restricción: es el punto sobre el que se ejerce esa restricción.

Entre cuatro y seis pares de bases mide la diana habitual, y en ocasiones llega a ocho. Cuanto más corta es la secuencia, con mayor frecuencia aparece por azar a lo largo de un genoma: una diana de cuatro bases se repite en promedio cada 256 pares de bases, mientras que una de seis lo hace cada 4.096. Esa estadística determina en cuántos fragmentos quedará dividido el ADN.

La simetría palindrómica

La mayoría de los lugares de restricción son palíndromos. Un palíndromo, aquí, significa que la secuencia se lee igual en las dos hebras cuando cada una se recorre en su sentido 5' a 3'. La enzima EcoRI, por ejemplo, reconoce GAATTC: la hebra complementaria, leída en su propio sentido, vuelve a decir GAATTC. Esta simetría tiene una razón física. Las enzimas de restricción de uso corriente en el laboratorio actúan como homodímeros, dos subunidades idénticas, y cada una necesita encontrar la misma marca en su mitad del palíndromo.

Extremos cohesivos y extremos romos

Del punto exacto del corte depende la forma del extremo resultante. Cuando la enzima corta las dos hebras de manera escalonada, deja unos salientes de cadena sencilla que se conocen como extremos cohesivos o pegajosos. La misma EcoRI corta GAATTC entre la G y la primera A, y genera salientes AATT complementarios entre sí. Estos extremos permiten unir fragmentos de distinta procedencia siempre que hayan sido cortados con la misma enzima, con ayuda de la ADN ligasa. Otras enzimas cortan las dos hebras a la misma altura y producen extremos romos, más difíciles de ligar.

Aplicaciones

El lugar de restricción es una herramienta de trabajo. La clonación de genes se apoya en cortar el ADN por dianas conocidas para insertarlo en un vector. El mapa de un fragmento se construye anotando en qué posiciones lo cortan distintas enzimas. Y las variaciones individuales en la presencia o ausencia de una diana concreta se han usado como marcadores genéticos. Todo ello parte de un hecho simple: una secuencia leída siempre igual, cortada siempre igual.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se llama sitio de restricción?

Porque las bacterias usan estas enzimas para restringir la entrada de ADN vírico, cortándolo. La secuencia reconocida heredó el nombre de esa función defensiva.

¿Qué significa que la secuencia sea palindrómica?

Que las dos hebras, leídas cada una en su sentido 5' a 3', muestran la misma secuencia. GAATTC, la diana de EcoRI, es un ejemplo clásico. Esa simetría encaja con la estructura de las enzimas, que suelen actuar como dos subunidades idénticas.

¿Todas las enzimas cortan justo dentro de su lugar de reconocimiento?

No. Las de tipo II, las más usadas en el laboratorio, cortan dentro de la diana o muy cerca. Otras clases, como las de tipo I, reconocen una secuencia pero cortan a cientos o miles de pares de bases de distancia, en posiciones poco predecibles.

Referencias

1. National Human Genome Research Institute. Enzima de restricción. Disponible en: https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Enzima-de-restriccion
2. Fundación Instituto Roche. Glosario de Genética. Disponible en: https://www.institutoroche.es/recursos/glosario
3. Wikipedia. Endonucleasa de restricción. Disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Endonucleasa_de_restricci%C3%B3n
4. Wikipedia. EcoRI. Disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/EcoRI