Les enzymes de restriction sont des enzymes qui reconnaissent des séquences d’ADN particulières et les clivent, séparant un brin d’ADN en deux partout où elles trouvent les séquences pour lesquelles elles ont été codées. Il existe un certain nombre d’applications pour les enzymes de restriction, peut-être plus particulièrement dans la technologie de l’ADN recombinant qui permet aux scientifiques de manipuler l’information génétique. L’ADN recombinant est utilisé pour tout, du développement de produits thérapeutiques comme l’insuline pour le traitement médical à la modification des cultures.
Ces enzymes sont isolées des bactéries. Chez les bactéries, ils protègent l’organisme de l’ADN étranger en hachant l’ADN lorsqu’il est reconnu par le corps de la bactérie. Les bactéries utilisent une technique appelée modification de restriction pour se protéger de leurs enzymes de restriction, garantissant que les enzymes n’activent pas l’ADN de la bactérie elle-même. En tant que mécanisme d’autodéfense, les enzymes de restriction sont excellentes, empêchant la réplication de l’ADN étranger dans le corps en le fragmentant.
De nombreuses enzymes de restriction ont été découvertes, et d’autres sont constamment découvertes dans un processus connu sous le nom de cartographie des enzymes de restriction. Plusieurs laboratoires produisent des enzymes de restriction à vendre aux chercheurs et à d’autres laboratoires. Chaque enzyme de restriction a été codée pour répondre à une séquence particulière de nucléotides, et la séquence est généralement un palindrome, lisant la même en arrière et en avant. Lorsqu’une enzyme de restriction trouve la séquence qu’elle reconnaît, elle coupe les deux brins de la structure en double hélice de l’ADN, la séparant. Il créera également plusieurs fragments s’il identifie plus d’une copie de la séquence qu’il connaît.
Certaines enzymes de restriction coupent directement la double hélice, créant ce que l’on appelle des extrémités émoussées. D’autres coupent à différents points des autres côtés, faisant une coupe déchiquetée appelée «extrémités collantes». Dans les deux cas, une enzyme connue sous le nom d’ADN ligase peut être utilisée pour joindre un morceau d’ADN à l’ADN coupé, tant que les deux parties ont des extrémités complémentaires. Cette technique peut être utilisée pour insérer un nouvel ADN dans un génome et pour manipuler un génome, un peu comme assembler les pièces de deux puzzles différents.
Dans certains cas, une enzyme de restriction est codée pour ce qu’on appelle la reconnaissance sans ambiguïté, ce qui signifie qu’elle ne reconnaît que des séquences très spécifiques. D’autres sont codés pour une reconnaissance ambiguë, recherchant des séquences dans lesquelles des nucléotides spécifiques encadrent des nucléotides. En utilisant des enzymes de restriction connues, les chercheurs peuvent découper sélectivement un échantillon d’ADN en fragments appelés fragments de restriction.