Il gene non è altro che una piccola porzione di un cromosoma ed è formato da una lunga serie di nucleotidi che si appaiano tra loro. Differenti geni sono costituiti da differenti sequenze nucleotidiche e, per questo motivo, quando si vuole estrarre un singolo gene, od una porzione di esso, da un cromosoma è necessario isolarlo utilizzando delle particolari proteine che, nei batteri, servono proprio per proteggere da inserzioni esterne di DNA.
Quando un fago riesce ad entrare dentro un batterio libera il proprio DNA con l’obiettivo di sfruttare il sistema di sintesi proteica dell’ospite costituito dai ribosomi, dalle polimerasi e dagli aminoacidi. Nel batterio esistono delle difese enzimatiche capaci di riconoscere il DNA estraneo che, con un ideale parallelismo immunologico, potremmo definire non-self. Queste proteine si chiamano enzimi di restrizione e rompono il DNA virale operando dei tagli in delle specifiche regioni determinate da sequenze nucleotidiche.
Esistono un gran numero di enzimi di restrizione che riconoscono delle determinate sequenze nucleotidiche operando un taglio in zone ben definite. In aggiunta, le cellule possiedono anche degli enzimi, facenti parte della famiglia delle nucleasi, che operano un taglio alle estremità e, pertanto, prendono il nome di esonucleasi.
Enzimi di restrizione
Gli enzimi di restrizione prendono il nome di endonucleasi poiché operano i tagli all’interno (endo-) del filamento di DNA anziché dalle estremità terminali (eso-). Come vedremo queste proteine rappresentano un fondamentale ausilio per il clonaggio dei geni poiché sono sufficientemente specifiche per tagliare materiale genetico e, contemporaneamente, affidabili.