Endonucleasa
Las endonucleasas son enzimas que son capaces de cortar cadenas de ADN o ARN en puntos intermedios de la misma mediante la rotura del enlace fosfodiéster. Se denominan también enzimas de restricción pues son empleados en experimentación para cortar hebras de material genético en puntos concretos. En contraste las exonucleasas degradan las cadenas de bases nitrogenadas desde los extremos. Lee más sobre estas últimas aquí (próximamente).
Cada endonucleasas es capaz de reconocer una secuencia concreta de la hebra de ARN o ADN, cuyo número de bases varía con cada endonucleasa desde 4 bases hasta una docena. Algunas de ellas son muy restrictivas con la secuencia que cortan, mientras que otras permiten variaciones en la secuencia que recogen. Las secuencias que reconocen son muy variables aunque la mayoría de ellas son palindrómicas, para que el reconocimiento pueda hacerse igual en cualquiera de las dos hebras de ADN. Los enzimas de restricción se pueden dividir entre aquellos que producen un corte recto o romo en la secuencia de ADN y los que dejan el extremo 3’ o 5’ más largo que el otro.
En la naturaleza: todos los seres vivos contienen endonucleasa que actúan como defensas contra posibles invasiones de ADN o ARN de origen externo (bacteriano o vírico). Los intrones tipo IV son eliminados de la secuencia de ARN gracias a una endonucleasa que actúa en dianas concretas. Lee más sobre los intrones tipo IV en su propio artículo aquí (próximamente). Durante la replicación del ADN es común que ocurran errores a la hora de introducir nuevas bases, cuando esto pasa las endonucleasas inespecíficas son llevadas por otras proteínas hasta el error para quitar las bases erróneas y posteriormente añadir con una polimerasa las que tocan.
Las endonucleasas unen y cortan cadenas de ADN y ARN.
Existen 3 tipos de endonucleasas: los tipos I y III son capaces, además de cortar de modificar las bases metilándolas. Las de tipo I cortan en la secuencia que reconocen, mientras que los de tipo III cortan entre 5 y 10 bases alejadas de la diana de reconocimiento. Además estos grupos necesitan aporte energético (ATP) para moverse a lo largo de la cadena de ADN mientras reconocen la secuencia. Por el contrario las endonucleasas tipo II no necesitan ATP, aunque requieren la presencia del ión magnesio (Mg++) y solo reconocen secuencias muy concretas.
Utilidad en el laboratorio: algunas endonucleasas son utilizadas para cortar hebras de ADN con muy diferentes finalidades. Entre ellas destacamos la recombinación mediante el corte de dos ADN por la misma enzima para después poder ligar una con otra con otra enzima la ligasa. Existen enormes listas de enzimas de restricción denominadas por las iniciales de la especie, normalmente bacteriana de la que se extrae y luego un número en dígitos romanos, que hace referencia a cuantas endonucleasas diferentes se pueden obtener de esa misma especie. Algunas de las más comunes con EcoI o EcoV, que provienen de la bacteria Escherichia coli. Por ejemplo HindIII se sintetiza a partir de la bacteria Haemophilus influenzae, aunque debido a la baja producción de esta bacteria es más frecuente introducir el gen en E. coli para que este sintetice la enzima, para su posterior purificación.