Restriktionsenzym
Ein Restriktionsenzym ist ein Enzym, das die DNA an bestimmten Stellen schneidet. Es arbeitet an oder in der Nähe von spezifischen Erkennungs-Nukleotidsequenzen, die als "Restriktionsstellen" bekannt sind. Um DNA zu schneiden, machen alle Restriktionsenzyme zwei Schnitte, einmal durch jeden Strang der DNA-Doppelhelix.
Diese Enzyme kommen in Bakterien und Archaeen vor und verteidigen sie gegen eindringende Viren, die Bakteriophagen sind.
Im Inneren eines Prokaryoten zerschneiden die Restriktionsenzyme selektiv Fremd-DNA in einem Prozess, der als Restriktion bezeichnet wird. Die Wirts-DNA wird durch ein weiteres Enzym geschützt, das die Wirts-DNA schützt und die Spaltung blockiert. Zusammen bilden diese beiden Prozesse das Restriktionsmodifikationssystem. Es ist das früheste und einfachste Immunsystem. Sie sind auch eine Art egoistisches, mobiles genetisches Element.
Über 3000 Restriktionsenzyme wurden eingehend untersucht, und mehr als 600 davon sind kommerziell erhältlich. Diese Enzyme werden routinemäßig zur DNA-Modifikation in Labors verwendet und sind ein wichtiges Werkzeug beim molekularen Klonen.
Ursprünge
Restriktionsenzyme entwickelten sich wahrscheinlich aus einem gemeinsamen Vorfahren und verbreiteten sich durch horizontalen Gentransfer. Darüber hinaus gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass Restriktionsendonukleasen als egoistisches genetisches Element entstanden sind.
Fragen und Antworten
F: Was ist ein Restriktionsenzym?
A: Ein Restriktionsenzym ist ein Enzym, das DNA an bestimmten Stellen oder Erkennungsnukleotidsequenzen, den so genannten "Restriktionsstellen", schneidet.
F: Was tun alle Restriktionsenzyme, um DNA zu schneiden?
A: Alle Restriktionsenzyme machen zwei Schnitte, einen durch jeden Strang der DNA-Doppelhelix.
F: Wo sind Restriktionsenzyme zu finden?
A: Restriktionsenzyme sind in Bakterien und Archaeen zu finden.
F: Was ist der Zweck von Restriktionsenzymen in Bakterien?
A: Der Zweck von Restriktionsenzymen in Bakterien besteht darin, sich gegen eindringende Viren, die so genannten Bakteriophagen, zu schützen, indem sie deren fremde DNA selektiv zerschneiden.
F: Wie schützt sich die Wirts-DNA während des Restriktionsprozesses?
A: Die Wirts-DNA wird durch ein anderes Enzym geschützt, das die Spaltung blockiert und die Wirts-DNA vor Restriktion schützt.
F: Was sind die Restriktionsmodifikationssysteme?
A: Das Restriktionsmodifikationssystem beschreibt die beiden Prozesse der Restriktion und des Schutzes durch Enzyme, die zusammenarbeiten, um die Wirts-DNA zu schützen und die Fremd-DNA in einem Prozess zu restriktieren, der in einigen Prokaryoten zu finden ist.
F: Welche Bedeutung haben Restriktionsenzyme bei der molekularen Klonierung?
A: Restriktionsenzyme sind wichtige Hilfsmittel bei der molekularen Klonierung und werden in den Labors routinemäßig zur Modifizierung der DNA eingesetzt. Mehr als 600 im Handel erhältliche Restriktionsenzyme wurden im Detail untersucht, insgesamt sind es über 3000.
