آنزیم های محدودکننده و کاربرد آن ها

آنزیم های محدودکننده از مهم ترین ابزارهای مولکولی در مهندسی ژنتیک هستند که نقش اساسی در شکل گیری فناوری DNA نوترکیب و توسعه بسیاری از روش های ژنتیکی ایفا کرده اند. این آنزیم ها که نخستین بار در باکتری ها شناسایی شدند، توانایی شناسایی توالی های مشخص و کوتاهی از DNA و برش آن ها در محل های معین را دارند. در واقع، آنزیم های محدودکننده همچون قیچی های زیستی عمل می کنند و با دقت بالا DNA را در جایگاه های خاصی قطع می کنند؛ همین ویژگی باعث شده است که بتوان از آن ها برای جداسازی ژن ها، تهیه قطعات DNA، طراحی ناقل های نوترکیب و نقشه برداری ژنی استفاده کرد. توالی های شناسایی شده توسط این آنزیم ها معمولا پالیندرومیک هستند و بسته به نوع آنزیم، برش می تواند به صورت مستقیم یا پلکانی انجام شود که در حالت دوم انتهای چسبنده ایجاد می شود و این امر اتصال قطعات DNA به یکدیگر را تسهیل می کند. در منابع علمی فارسی بر این موضوع تاکید شده است که کشف آنزیم های محدودکننده یکی از مهم ترین رویدادهای تاریخ زیست فناوری بوده است، زیرا بدون این آنزیم ها امکان برش هدفمند و کنترل شده DNA و در نتیجه ایجاد مولکول های نوترکیب فراهم نمی شد (قنبری، ۱۳۹۷؛ حسن زاده، ۱۳۹۵). کاربرد این آنزیم ها تنها به ساخت DNA نوترکیب محدود نیست، بلکه در روش های تشخیصی مانند RFLP، بررسی چندشکلی های ژنتیکی، شناسایی جهش ها، تایید حضور ژن در ناقل و تحلیل ساختار ژنوم نیز مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین در طراحی آزمایش های کلون سازی، انتخاب آنزیم مناسب بر اساس نوع توالی هدف، موقعیت جایگاه برش، دمای بهینه فعالیت و سازگاری با سایر مراحل آزمایش، اهمیت تعیین کننده ای دارد. آنزیم های محدودکننده به پژوهشگر این امکان را می دهند که با دقت بسیار بالا در سطح مولکولی عمل کند و قطعات ژنی را همانند اجزای یک سامانه مهندسی شده کنار هم قرار دهد. بدین ترتیب، این آنزیم ها را می توان از پایه ای ترین ابزارهای عملی مهندسی ژنتیک دانست که امکان مداخله دقیق در ساختار DNA را فراهم کرده و توسعه زیست فناوری نوین را امکان پذیر ساخته اند (محمدی، ۱۳۹۸؛ عباسی، ۱۳۹۶).