Em meados do século XX, cientistas descobriram que algumas enzimas produzidas por bactérias eram capazes de cortar moléculas de DNA em pontos específicos, formando fragmentos de tamanho bem definido que poderiam ser analisados. Essas enzimas foram denominadas enzimas de restrição ou endonucleases de restrição.
As enzimas de restrição funcionam como uma espécie de “tesoura molecular”: elas identificam sequências de pares de bases nitrogenadas específicas nas moléculas de DNA e cortam-nas nessas regiões. Cada tipo de endonuclease de restrição identifica e corta somente uma dada série de nucleotídeos, geralmente composta por 4 ou 6 pares de bases. O local onde a molécula de DNA é clivada pela enzima recebe o nome de sítio de restrição.
É muito provável que as enzimas de restrição tenham sido desenvolvidas pelas bactérias ao longo do seu processo evolutivo, com uma forma de proteção contra ataques de bacteriófagos. Assim, quando uma molécula de DNA do vírus é introduzida na bactéria, rapidamente é clivada nos sítios de restrição, deixando de funcionar. Isso não acontece com as moléculas de DNA da própria bactéria, pois existem enzimas protetoras que evitam a ação das endonucleases de restrição no genoma bacteriano.
Os fragmentos de DNA obtidos a partir do corte da molécula com uma enzima de restrição podem ser isolados uns dos outros por meio de uma técnica chamada eletroforese. Após submetidos a esse processo, os fragmentos das moléculas de DNA são analisadas, permitindo, por exemplo, o reconhecimento preciso de uma pessoa. A análise do padrão eletroforético de fragmentos de DNA é, hoje, largamente utilizada em investigações policiais e em processos judiciais, como os de comprovação de paternidade.
Quando moléculas iguais de DNA são tratadas com as mesmas enzimas de restrição, os cortes ocorrem nos mesmos pontos, produzindo fragmentos de tamanhos também iguais. Esse padrão de fragmentos originados pelo corte com enzimas de restrição fez com que pesquisadores pensassem em aplicar esse mecanismo para identificar pessoas. A diferença entre as pessoas está no material genético (exceto nos gêmeos homozigóticos), logo, o corte do DNA de um indivíduo resultará num modelo de fragmentos próprio dele, semelhante a um “código de barras” de um produto, por exemplo.
A descoberta das enzimas de restrição proporcionou importantes avanços para a Genética Molecular. Em virtude disso, os pesquisadores Daniel Nathans, Werner Arber e Hamilton Smith, que esclarecem o mecanismo de ação dessas enzimas, receberam o Prêmio Nobel de Medicina ou Fisiologia, em 1978.
Referências http://www.ibmc.up.pt/cfp-biologiasintetica/documentos/ENZIMAS_DE_RESTRICAO.pdf AMABIS, José Mariano, MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.