Enzyme de restriction

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En biochimie, une enzyme de restriction est une protéine qui peut couper un acide nucléique (ADN ou ARN). Chaque enzyme de restriction reconnaît une séquence spécifique. Plusieurs centaines d'enzymes de restriction sont actuellement connues, on en retrouve naturellement chez différentes espèces de bactéries. On pense que le rôle physiologique est de procurer aux micro-organismes une défense contre les ADN exogènes (notemment contre les bactériophages); il s'agirait d'un système immunitaire primaire.

Les enzymes de restrictions appartiennent à la classe des endonucléases, c'est-à-dire des enzymes capables de cliver les liaisons phosphodiester entre deux nucléotides à l'intérieur d'un acide nucléique. Les endonucléases diffèrent des exonucléases, puisqu'elles peuvent séparer les brins d'ADN à partir de n'importe quelle position sur ceux-ci, alors que les exonucléases doivent dégrader la molécule d'ADN à partir de l'une de ses extrémités.

les enzymes de restriction sont capables de reconnaitre spécifiquement une courte séquence de l'ADN de 4 à 10 paires de bases, et de cliver l'ADN au site reconnu. Cette propriété a depuis longtemps été utilisée en biologie moléculaire, puisqu'elles permettent de fragmenter l'ADN en segments de taille réduite en coupant à des sites particuliers. Les mêmes enzymes sont capables, sous certaines conditions de méthyler certaines positions de l'ADN.

Les enzymes de restriction peuvent être utilisées pour établir une carte génétique (appelée "carte de restriction") d'une molécule d'ADN. La carte de restriction donne l'ordre des sites de restriction le long de cette molécule, et la taille des fragments produits. Cette technique de caractérisation des acides nucléiques, très utilisée voici une vingtaine d'années, est supplantée par le séquençage direct, devenu bien moins coûteux et réalisé de façon routinière.

Selon la relation spatiale entre la séquence reconnue et le lieu de coupure, il est possible de distinguer trois types d'enzymes de restriction. Les enzymes de type I et de type III reconnaissent une séquence d'ADN spécifique et coupent en un endroit aléatoire, en général assez éloigné du site reconnu. Les enzymes de type II, les plus utilisées, reconnaissent une séquence spécifique et coupent en un endroit spécifique de cette séquence. Quelques exemple de ces enzymes figurent ci-dessous.

[modifier] Exemples d'enzymes de type II

Enzyme      Source                Sequence reconnue      Coupure

EcoRI   Escherichia coli             5'GAATTC              5'---G     AATTC---3'          
                                   3'CTTAAG               3'---CTTAA     G---5'        

BamHI   Bacillus amyloliquefaciens 5'GGATCC              5'---G     GATCC---3'
                                   3'CCTAGG              3'---CCTAG     G---5'  

HindIII Haemophilus influenzae     5'AAGCTT              5'---A     AGCTT---3'
                                   3'TTCGAA              3'---TTCGA     A---5'  

MstII   Microcoleus species        5'CCTNAGG
                                   3'GGANTCC    

TaqI    Thermus aquaticus          5'TCGA                5'---T   CGA---3'
                                   3'AGCT                3'---AGC   T---5'

NotI    Nocardia otitidis          5'GCGGCCGC
                                   3'CGCCGGCG   

HinfI   Haemophilus influenzae     5'GANTC
                                   3'CTNAG

AluI   Arthrobacter luteus         5'AGCT                5'---AG  CT---3'  
                                   3'TCGA                3'---TC  GA---5'

[modifier] Voir aussi

• Sites de restriction

[modifier] Liens externes

• (en) REBASE - Base de données des enzymes de restriction
• (en) Restriction enzyme finder - Identification de sites de restriction dans une sequence