Γιατί τα βακτηρίδια περιέχουν φυσικά ένζυμα περιορισμού;
* Εισβολή ιογενούς DNA: Οι βακτηριοφάγοι εισάγουν το DNA τους σε βακτηριακά κύτταρα, προσπαθώντας να καταλάβουν τα μηχανήματα του κυττάρου για να αναπαραχθούν.
* Αναγνώριση ενζύμου περιορισμού: Τα ένζυμα περιορισμού, ειδικά για κάθε βακτηριακό στέλεχος, αναγνωρίζουν και κόβουν συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA. Αυτές οι ακολουθίες, που ονομάζονται θέσεις περιορισμού , συχνά απουσιάζουν στο βακτηριακό DNA αλλά παρόν στο DNA του φάγου εισβάλλοντος.
* αποικοδόμηση DNA: Όταν το ένζυμο περιορισμού συναντά μια θέση περιορισμού στο DNA του φάγου, κόβει το DNA, απενεργοποιώντας αποτελεσματικά τον ιό και εμποδίζει την αντιγραφή του.
Στην ουσία, τα ένζυμα περιορισμού δρουν όπως το μοριακό ψαλίδι, η απομάκρυνση του ξένου DNA και η προστασία των βακτηρίων από ιογενή λοίμωξη.
Ακολουθούν μερικά επιπλέον σημεία:
* Ειδικότητα: Κάθε ένζυμο περιορισμού έχει ένα μοναδικό σημείο αναγνώρισης, εξασφαλίζοντας ότι το DNA των βακτηρίων παραμένει άθικτο.
* μεθυλίωση: Τα βακτήρια έχουν επίσης συστήματα μεθυλίωσης που τροποποιούν το δικό τους DNA στις θέσεις περιορισμού, αποτρέποντας την αυτοκαταστροφή από τα δικά τους ένζυμα περιορισμού.
* Εξελικτική σημασία: Αυτός ο αμυντικός μηχανισμός αποτελεί βασικό στοιχείο στη συνεχιζόμενη εξελικτική μάχη μεταξύ βακτηρίων και ιών. Καθώς οι ιοί εξελίσσονται για να αποφύγουν τα ένζυμα περιορισμού, τα βακτήρια ανταποκρίνονται εξελισσόμενα νέα ένζυμα περιορισμού ή τροποποιώντας τα πρότυπα μεθυλίωσης τους.
Έτσι, τα ένζυμα περιορισμού διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην βακτηριακή επιβίωση, επιτρέποντάς τους να καταπολεμήσουν τις ιογενείς λοιμώξεις και να διατηρούν τη γενετική τους ακεραιότητα. Αυτός ο φυσικός αμυντικός μηχανισμός έχει επίσης αξιοποιηθεί από επιστήμονες για διάφορες εφαρμογές στη μοριακή βιολογία και τη βιοτεχνολογία.
