রেস্ট্রিকশন এনজাইম – Restriction Enzyme

DNA অনুকে কাটার জন্য যে এনজাইমকে ব্যবহার করা হয় তাকে Restriction Enzyme বলে। এই এনজাইমটা হচ্ছে এক ধরনের Nuclease (নিউক্লিয়েজ). Nuclease এর মানে হচ্ছে যে DNA কে কাটতে পারে। এই এনজাইম RNA কেও কাটতে পারে।

অর্থাৎ, Nuclease হচ্ছে এমন একটা Molecule যেটা নিউক্লিক এসিডকে কেটে ফেলতে পারে।

Nuclease দুই ধরনের হয়।

i. Exo Nuclease: 

এই Nuclease গুলো DNA কে এক প্রান্ত থেকে কাটে। অর্থাৎ এরা DNA কে বাইরে থেকে কাটে, তাই এদের নাম Exo.

ii. Endo Nuclease: 

এই Nuclease গুলো DNA-এর একটা নির্দিষ্ট স্থানকে কাটে। অর্থাৎ এরা DNA কে ভেতর থেকে কাটে, তাই এদের নাম Endo.

জেনেটিক্স ইঞ্জিনিয়ারিং-এ ব্যবহৃত Restriction Enzyme গুলো Endo Nuclease টাইপের হয়। কারন এরা DNA এর ভেতরে নির্দিষ্ট একটা জায়গা বা সিকুয়েন্সকে কাটে। Restriction Enzyme DNA এর যে জায়গাতে কাটে সেই জায়গাটার নাম হচ্ছে Restriction Site.

বর্তমানে বাজারে অনেক ধরনের Restriction enzyme পাওয়া যায়। এদের মধ্যে সবচেয়ে বেশি পরিচিত এনজাইমের নাম হলো- Eco RI, Bam H III. যে ব্যাক্টেরিয়ার শরীরে Restriction enzyme পাওয়া যায় সেই ব্যাক্টেরিয়ার নাম অনুসারে Restriction enzyme এর নাম রাখা হয়। যেমন উপরের Eco RI নামটা দেখো। এখানে Eco মানে হচ্ছে E.coli ব্যাক্টেরিয়া। প্রতিটা restriction enzyme এর নামের মধ্যে তিনটা জিনিস থাকে।

• তিনটা ইংলিশ লেটার, যেটা ব্যাক্টেরিয়ার নামের থেকে আসে,
• একটা আলাদা লেটার এবং 
• এই লেটারের সাথে একটা রোমান সংখ্যা।

প্রতিটা restriction enzyme এর restriction site থাকে specific বা আলাদা আলাদা। যেমন Eco RI এর restriction site হচ্ছে- 5′ – GAATTC – 3′

খেয়াল করো, এই restriction site এর বিপরীত দিকের ক্ষার বা base গুলোকে যদি সাজিয়ে লিখি তবে সেটা হবে-

এবার একটা মজার জিনিস খেয়াল করো। এখানে 5′ থেকে 3′ এর দিকে Base এর সিকুয়েন্স যেমন, এর উল্টো দিকে 5′ থেকে 3′ এর দিকে Base এর সিকুয়েন্সও ঠিক তেমন। প্রত্যেক DNA এর ভেতরে এই ধরনের কিছু নাইট্রোজেন ক্ষারের সিকুয়েন্স থাকে যাদের উল্টো করে লিখলে যে সিকুয়েন্স পাওয়া যাবে সেটা তাদের সাথে hydrogen bond দিয়ে যুক্ত সিকুয়েন্সের মত হয়। এই ধরনের Nitrogen Base এর সিকুয়েন্সকে Palindrome Sequence বলা হয়।

DNA এর মধ্যে যেসব জায়গায় Palindrome সিকুয়েন্স থাকে সেসব জায়গায় Restriction enzyme কাজ করে। অর্থাৎ DNA এর restriction site সবসময় Palindrome সিকুয়েন্সের হয়ে থাকে। Palindrome সিকুয়েন্স ছাড়া restriction site তৈরি হয় না।

প্রশ্ন হচ্ছে কেনো Restriction enzyme শুধুমাত্র Palindrome সিকুয়েন্স যুক্ত DNA এর অংশকে কাটে?

DNA তে যখন কোনো Palindrome সিকুয়েন্স থাকে তখন তার নাইট্রোজেন ক্ষার বা nitrogen base এর অবস্থা থাকে নিচের ছবির মত-

এই সিংগেল সুতার মধ্যে যেসব nitrogen base থাকে এরাও আবার নিজেদের মধ্যে একে অপরের সাথে hydrogen bond তৈরি করতে পারে। তখন ব্যাপারটা হয় ঠিক এমন-

অর্থাৎ একটা সিংগেল DNA সুতার জায়াগায় জায়গায় Palindrome সিকুয়েন্সের nitrogen base থাকলে সেখানে গম্বুজ বা টাওয়ারের মত অংশ তৈরি করে। এ ধরনের অংশগুলোকে DNA এর সেকেন্ডারি গঠন বা secondary structure বলে।

Restriction enzyme গুলো DNA এর secondary structure গুলোকে সহজেই চিনতে পারে এবং সেসব জায়গাগুলোকে সে কেটে দেয়। তাই restriction enzyme DNA এর অন্য কোনো জায়গাকে কাটে না, শুধুমাত্র Palindrome সিকুয়েন্স যুক্ত জায়গাগুলোকে কাটে। তাই restriction site গুলো হচ্ছে Palindrome সিকুয়েন্সের তৈরি।