Trabajo Biologia

Lycée Jean D’Alembert, abril 2010
Las enzimas restrictivas.
Alumnos: Alvaro Valderama, Joaquin Vasquez y Juan Carlos Diaz
Curso: 1ere S, 3º medio B
Profesor: Jeremias González
Resumen
En este trabajo vamos a hablar de las enzimas restrictivas y sus funciones en el
organismo. Para esto investigaremos en internet para tratar de comprender lo más
posible sobre todo lo relativo a las enzimas restrictivas o enzimas de restricción.
Realizamos ese trabajo con el fin de comprender mejor algunos conceptos vistos en
clases y a la vez profundizar en un tema que no hemos estudiado anteriormente. Esto
a su vez, con el complemento de las presentaciones de nuestros compañeros, nos
ayudara a tener una visión general de los temas vistos en clases.
Primeramente, hablaremos sobre lo visto en clases y qué relación podría tener con
nuestro tema de investigación. Luego, presentaremos lo investigado, hablaremos de el
descubrimiento, las funciones que cumple, las características y los usos prácticos que
ha tenido. Finalmente concluiremos resumiendo lo aprendido y relacionándolo
nuevamente con los contenidos vistos en clases.
Desarrollo
En clases, hemos estudiado que las enzimas son proteínas que aceleran y hacen más
eficiente un proceso biológico dentro del organismo. Las proteínas están codificadas
en el código genético, mediante el mensajero ARN la información genética puede salir
del núcleo. Existen distintos tipos de enzimas y nosotros en este trabajo
investigaremos acerca de una de ellas.
Werner Arber, Daniel Nathans y Hamilton O. Smith ganaron un premio Novel en 1978
por haber descubierto las enzimas de restricción también conocidas como
endonucleasas, lo cual fue muy útil en distintos campos de la biología y
específicamente en la medicina.
Las enzimas restrictivas son enzimas cuya función principal es proteger a las bacterias
para llevar a cabo eso cortan una secuencia palindrómica de ADN de un virus en un
punto específico. Esto significa que cada enzima reconoce un sitio particular del ADN,
es decir que reconoce una secuencia particular de nucleótidos. Esa secuencia
específica para cada enzima se denomina “sitio de restricción”. Una vez que la enzima
reconoce estos sitios, se posiciona sobre la molécula de ADN y corta dentro o en torno
de esa secuencia. Este corte puede tener dos formas: ser un corte romo, donde los
cortes en ambas hebras de la cadena de ADN coinciden o un corte cohesivo o
escalonado, donde el corte en ambas hebras difiere un poco en la secuencia. Estas
enzimas fueron descubiertas en microorganismos. De hecho, se encuentran sólo en
organismos procariotas. Cuando una secuencia de ADN (por lo general de un virus)
entra a la célula con el fin de modificar el genoma y los funcionamientos de esta célula.
Las enzimas restrictivas logran destruir esta secuencia de ADN sin destruir el ADN
propio de la bacteria. Las enzimas de restricción son susceptibles a cambios de
temperatura, pH, etc.
Existen 3 tipos de enzimas restrictivas que describiremos.
Tipo 1: Es una enzima con función de restricción (Cortar) y modificar (metilla) al
momento de reconocer el ADN corta al azar en cualquier lugar de arriba hacia abajo o
de abajo hacia arriba. Utilizan ATP para moverse entre otras.
Tipo 2: Solo tiene la función de restricción, solo corta. El corte se efectúa en el sitio de
reconocimiento específico o cerca de el dado el tipo de corte que es resistente y
predecible. Una enzima del tipo 2 solo puede cortar a una secuencia específica de
ADN. Gracias a esto se usan en el clonaje de genes ya que cortando lugares
específicos se pueden recuperar secuencias especificas. Además esta propiedad es la
que permite que la enzima no destruya el ADN de la bacteria que la contiene, ya que
la secuencia de ADN que la enzima reconoce para cortar no coincide con ninguna
secuencia que este contenida en el genoma de la bacteria.
Tipo 3: Es una enzima oligometrica que realiza todas estas funciones. Aplicándolas
lejos del punto de reconocimiento dejando extremos cohesivos. Necesitan 2
secuencias de reconocimiento en orientación opuesta a la misma cadena de ADN,
estas también usan ATP.
Una enzima de restricción típica de Tipo 2 es la EcoRI. Esta enzima reconoce y corta
el ADN siempre que localiza la secuencia de bases 5’-GAATTC-3’, una secuencia
palíndroma. La enzima EcoRI hidroliza los enlaces fosfodiéster que unen las bases G
y A de cada hebra, de este modo los cortes que crea son escalonados. Los extremos
pueden permanecer asociados por puentes de hidrógeno o desnaturalizarse
produciendo entonces segmentos independientes, que se re asocian muy fácilmente,
por lo que tales extremos reciben el nombre de extremos cohesivos o extremos
pegajosos.
Las enzimas de restricción tienen diferentes usos que son de gran importancia en
investigaciones en biología molecular y en las técnicas que emplea la biotecnología
como:
1. Hacer mapa de restricción de un plásmido o bacteriófago. El ADN se corta con
varias enzimas de restricción, solas y en parejas, para determinar el número de sitios
de corte y sus posiciones relativas en la molécula, el orden y la distancia entre ellos.
2. Fragmentar ADN para separación por electroforesis. Los fragmentos obtenidos
después de la actuación de las distintas enzimas de restricción, se pueden separar por
tamaños mediante la técnica de electroforesis y así estudiar los distintos fragmentos.
Las endonucleasas se nombran a partir de las bacterias de las que son extraídas, su
nombre está dado según el género y la especie de la bacteria de donde se extrajo por
primera vez esta enzima. La primera letra representa el género de la bacteria, las
próximas dos indican la especie, una cuarta letra indica la cepa, y un número al final
indica la cantidad de enzimas que se han aislado de esa cepa.
Por ejemplo tenemos el tipo de enzima restrictiva mas usada:
Eco RI E = género Escherichia
co = especie coli
R = cepa RV 13
I = primera endonucleasa aislada de esta cepa
Existen varios factores que son importantes al momento de trabajar con enzimas de
restricción o cualquier tipo de enzima y que pueden afectar la actividad de ellas
mimas:
1. Pureza del ADN – la reacción de enzimas es muy dependiente de la pureza,
contaminantes como proteínas, fenol, cloroformo, etanol, EDTA, SDS, altas
concentraciones de sal, etc. inhiben la endonucleasa.
2. Temperatura y pH – las enzimas son muy sensitivas a temperatura y pH en lo que
respecta a su estabilidad y actividad.
3. Las ADNsas degradan el ADN en presencia de Mg++ .
4. Contaminantes con carga (-).
5. ADN contaminado con otro ADN.
6. Grados de metilación – algunas endonucleasas son inhibidas por metilación.
7. Tipo de molécula de ADN– si el ADN no tiene la secuencia que es reconocida por la
enzima accesible, esta no puede cortar el material genético. Por ejemplo si el ADN
está demasiado enrollado el lugar de restricción no va a estar accesible para la
enzima.
Conclusión.
Hemos visto que son las enzimas de restricción, como funcionan y para que se
pueden usar. La información vista en clases coincide con esto. La enzima restrictiva
funciona al “acelerar” y “facilitar” que el ADN se corte. Estudiamos los tres tipos de
enzimas restrictivas y vimos como se usan en la industria farmacéutica: estas enzimas
permiten cortar pequeños pedazos de ADN que nos permiten luego insertarlos en
alguna otra célula y así producir alguna proteína en particular.
En conclusión, encontramos este trabajo un trabajo productivo, que aparte de darnos a
conocer el tema de las enzimas de restricción, también no ayudo a conocer y manejar
aun mejor el conocimiento sobre las enzimas en general. Sin embargo en internet nos
costó encontrar información, ya que esta era más bien escasa, aunque luego de una
selección de esta, logramos presentar el desarrollo de más arriba. Sin embargo,
entender la información en internet para poder desarrollarla en nuestro trabajo, nos
ayudo a comprender aun mejor los temas tratados en esta investigación.