Materi.Co.ID – Hay hay bertemu lagi dengan artikel materi.co.id . Kali ini kita akan membahas tentang enzim restriksi. Simak ulasan lengkap nya dibawah ini.
Pengertian Enzim Restriksi
Enzim restriksi merupakan suatu enzim yang berasal dari mikroba yang bisa memotong sekuens atau urutan DNA untai ganda. Enzim restriksi ini memiliki nama lain yaitu endonuklease restriksi. Enzim ini bekerja dengan memotong sekuens DNA secara spesifik dengan memotong 4 sampai dengan 6 pasangan basa. Enzim restriksi ini memotong sekuens DNA pada rangka gula fosfatnya tanpa merusak susunan basa nitrogennya.
Fungsi Enzim Restriksi
Enzim restriksi memiliki fungsi yang berlawanan dari polimerase, ini dikarenakan mereka menghidrolisis atau memutus ikatan ester dalam ikatan fosfodiester antara nukleotida yang berdekatan dengan rantai nukleotida.
Dalam biologi molekuler dan rekayasa genetika, mereka banyak digunakan alat untuk konstruksi ekspresi dan vektor kloning, dan untuk identifikasi urutan tertentu. Mereka juga berguna untuk pembangunan genom rekombinan dan mempunyai potensi bioteknologi yang besar.
Kemajuan terbaru dalam terapi gen saat ini menggunakan enzim restriksi untuk memasukkan gen tertentu ke dalam vektor yang merupakan kendaraan untuk membawa gen tersebut ke sel hidup, dan yang mungkin mempunyai kemampuan untuk dimasukkan ke dalam genom sel untuk melakukan perubahan permanen.
Jenis – Jenis Enzim Restriksi
Enzim restriksi secara tradisional dibedakanmenjadi 3 tipe berdasarkan komposisi subunit, posisi pemotongan, spesifisitas sekuens dan kofaktor yang dibutuhkan, yaitu :
- Enzim restriksi tipe I
Enzim restriksi ini kompleks dengan multisubunit, memotong DNA secara acak dan jauh dari sekuens pengenalannya.Mulanya enzim ini dikira langka, namun sesudah analisis sekuens genom, enzim ini ternyata umum. Enzim restriksi tipe I ini mempunyai pengaruh besar dalam biokimia, namun memiliki nilai ekonomis yang rendah sebab tidak dapat memproduksi potongan fragmen DNA yang diinginkan sehingga tidak diproduksi.
- Enzim restriksi tipe II
Enzim ini memotong DNA dekat atau pada situs pengenalan. Enzim ini memproduksi fragmen-fragmen sesuai dengan yang diinginkan maka biasa digunakan untuk analisis DNA dan kloning gen.
Enzim tipe II yang umum digunakan adalah HhaI, HindIII, EcoRI, dan NotI; dan enzim-enzim tersebut tersedia secara komersil. Enzim ini termasuk kecil dengan subunit yang mempunyai 200-350 asam amino dan memerlukan Mg2+ sebagi kofaktor.
Lalu enzim jenis tipe II yang umum, biasanya digolongkan sebagai tipe IIs, adalah FokI dan AlwI. Enzim ini memotong di luar situs pengenalan, memiliki ukuran yang sedang, 400-650 asam amino, dan memiliki 2 domain khusus. Domain pertama untuk berikatan dengan DNA, sedangkan domain yang satunya untuk memotong DNA.
- Enzim restriksi tipe III
Enzim restriksi tipe II ini merupakan enzim restriksi yang tidak digunakan dalam laboratorium. Hal ini disebabkan enzim ini memotong di luar situs pengenalan dan memerlukan dua sekuen dengan orientasi berlawanan pada DNA yang sama untuk menyelesaikan pemotongan sehingga enzim ini jarang memproduksi potongan sempurna.
Mekanisme Kerja Enzim Restriksi
Enzim restriksi memotong DNA dalam 2 cara dan hasil yang berbeda, yaitu:
1. Hasil pemotongan berujung tumpul (blunt atau flush end)
Enzim ini memotong secara simetris antara kedua utas DNA maka menciptakan ujung tumpul. Contoh enzim yang menghasilkan pola seperti ini ialah SmaI
2. Hasil pemotongan berujung lancip atau lengket (sticky atau cohesive ends)
Pola seperti ini lebih mudah melekat (annealing) dengan pasangan DNA nya sebab adanya ikatan basa antara ujung-ujung yang menggantung.
- Ujung menggantung 5’ : Enzim ini memotong secara asimetris pada situs pemotongan, memproduksi hasil pemotongan memanjang pada ujung 5’. Contoh enzim yang menghasilkan ujung menggantung 5’ ialah BamHI
- Ujung menggantung 3’, Enzim ini juga memotong secara asimetris pada situs pengenalan, tetapi menciptakan hasil pemotongan memanjang pada ujung 3’. Contoh enzim yang menghasilkan pola seperti ini ialah KpnI.
Memotong Dan Menyambung DNA
Pemotongan gen dalam satu untaian DNA menggunakan enzim endonuklease restriksi. Enzim ini berperan sebagai gunting biologi.
DNA insert donor dari suatu organisme bisa diisolasi dengan memotongnya menjadi segmen- segmen kecil dengan menggunakan enzim endonuklease restriks. Bagian Segmen DNA yang didapat, kemudian dimasukkan dalam suatu vektor.
Vektor ini harus mampu berikatan dengan DNA insert donor, memperbanyak diri, dan mengekspresikan gen tersebut. Vektor (organisme pembawa) pada proses ini ialah plasmid atau virus.
Plasmid merupakan rantai DNA melingkar di luar kromosom bakteri. DNA Plasmid maupun DNA virus harus dipotong terlebih dahulu sebelum dapat digunakan sebagai vektor.
Enzim yang digunakan ialah sama dengan enzim untuk memotong DNA Insert donor yang dikehendaki. Pemotongan ini menggunakan enzim endonuklease restriksi.
DNA insert Donor yang sudah diisolasi dan dipotong lalu dicangkokkan ke dalam plasmid vector. Proses pencangkokan ini dikenal dengan sebutan transplantasi gen atau DNA. Transplantasi dilakukan dengan cara mencangkokkan (atau menyambung) DNA insert donor yang telah diisolasi ke dalam DNA plasmid vector.
Penyambungan gen tersebut menggunakan enzim ligase yang sanggup menyambungkan ujung- ujung nukleotida. Enzim ligase berfungsi sebagai lem biologi. Sesudah proses penyambungan ini, maka plasmid vektor mengandung DNA asli dan DNA sisipan (asing).
Dengan begitu, diperolehlah organisme baru yang mempunyai rantai DNA gabungan atau kombinasi baru. Rantai DNA gabungan atau kombinasi baru ini disebut DNA rekombinan.
Struktur Enzim Restriksi
Struktur enzim restriksi BamHI yang mengikat DNA. Enzim tersebut mengenali double strand dari DNA dengan sekuens spesifik 5′-GGATCC-3′, yang kemudian memecah ikatan fosfodiester antara dua residu G. Hasilnya ialah berupa dua fragmen yang ujungnya sticky ends.
Enzim BamHI ini mempunyai kofaktor berupa ion Mg2+, sehingga dalam prosedur protokol restriksi suatu sekuens DNA terkadang diberi MgCl. Kation bivalen Mg2+ dari MgCl tersebut berfungsi dalam proses pemotongan plasmid yang diperlukan untuk meningkatkan aktivitas enzim restriksi (Ausubel, 2003; Reece, 2004).
Adapun kinerja enzim BamHI tersebut mampu memotong ikatan fosfodiester pada urutan DNA pada sisi:
5′ G↓G-A-T-C-C 3′
3′ C-C-T-A-G↑G 5′
Enzim restriksi tersebut mampu mengenali urutan nukleotida yang sama (G-G), maka BamHI disebut juga sebagai isoschizomer. Hasil potongan oleh enzim BamHI berupa formasi 5′–PO4– dan 3′–OH yang bagian terminalnya berbentuk asimetris atau sticky ends. (Ausubel, 2003; Becker et al., 1996).
Enzim BamHI bekerja dengan melaksanakan scanning sekuens non-spesifik di sepanjang DNA dengan meluncur (sliding), sesudah itu saat enzim tersebut menemukan sekuens spesifik berupa 5′ G-G-A-T-C-C 3′ maka akan berupa peneguhan dan sisi katatiliknya bekerja untuk memotong ikatan fosfodiester antara nukleotida G menjadi fragmen yang terpisah (Allison, 2007).
Demikianlah bahasan kita mengenai enzim restriksi. Terima kasih bagi yang menyempatkan waktu untuk membaca dan mampir di artikel √ Enzim Restriksi : Pengertian, Fungsi & Jenisnya Lengkap. Semoga bermanfaat dan menambah wawasan kamu ?
Baca Juga Artikel Lainnya
- √ Enzim Katalase : Pengertian, Struktur & Fungsinya Lengkap
- √ Fungsi Osmosis : Pengertian, Jenis, Proses & Faktornya Lengkap
- √ Klasifikasi Arthropoda : Pengertian, Ciri & Peranannya Lengkap
- √ Faktor Pencemaran : Pengertian, Jenis & Dampaknya Lengkap
- √ Peranan Nematoda : Pengertian, Ciri, Klasifikasi & Sistem Organnya Lengkap
