Restriktionsenzyme
Restriktionsenzyme (oder Restriktionsendonukleasen) sind Enzyme, die DNA an spezifischen Stellen schneiden können. Sie stellen das Werkzeug in der Molekularbiologie dar. Die meisten Methoden beinhalten den Schritt des sogenannten Restriktionsverdaus, dem Zerschneiden der DNA-Probe.
Merke
Restriktionsenzyme arbeiten absolut spezifisch!
Restriktionsenzyme zeichnen sich dadurch aus, dass sie absolut spezifisch arbeiten. Die Nukleasen erkennen (je nach Spezifität) DNA-Abschnitte von 4–8 Basenpaaren. Ist diese Erkennungssequenz vorhanden, schneidet das Enzym spezifisch innerhalb dieser Erkennungssequenz.
Die Nomenklatur der Restriktionsenzyme ist etwas ungewöhnlich, aber nach einiger Zeit gewöhnt man sich an EcoRI, HindIII, XmaI und all die anderen hilfreichen DNA-Scheren. Hier ist die Benennung der Restriktionsendonukleasen am Beispiel von EcoRI gezeigt:
In den ersten drei Buchstaben verbirgt sich Gattung und Artname des Bakteriums: Also wird z. B. Escherichia coli zu Eco oder Klebsiella pneumoniae zu Kpn. Dahinter wird die Bezeichnung des Stamms oder Typs gesetzt, aus dem das Restriktionsenzym isoliert wurde; also im Falle von EcoRI war dies der Stamm R. Angehängt wird mit römischer Zahl die Ordnungsnummer des Restriktionsenzyms, also zum Beispiel EcoRI im Vergleich zu EcoRV.
Beispiel: EcoRI (Restriktionsenzym aus Escherichia coli) erkennt die Sequenz GAATTC im DNA-Doppelstrang. Es schneidet den Doppelstrang mit 5’-Überhängen nach den Gs. Diese Überhänge werden als klebrige Enden oder sticky ends bezeichnet.
5’-G AATTC-3’
3’ -CTTAA G-5’
Es gibt Restriktionsenzyme, die ohne Überlappung den Doppelstrang schneiden. Sie produzieren stumpfe Enden oder blunt ends.
Einsatz der Restriktionsenzyme:
- medizinische Diagnostik (Erkennen von Mutationen, z. B. bei der Erbkrankheit Sichelzellanämie)
- Klonierung von Genen in Vektoren
- Kartierung von DNA
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