Wie werden Restriktionsenzyme in der Biotechnologie eingesetzt?

Restriktionsenzyme werden zum Schneiden von DNA-Molek├╝len verwendet.

Die Biotechnologie-Industrie setzt Restriktionsenzyme ein, um DNA zu kartieren und sie f├╝r den Einsatz in der Gentechnik zu schneiden und zu splei├čen. In Bakterien gefunden, bindet und bindet ein Restriktionsenzym an eine bestimmte DNA-Sequenz und trennt dann die Hauptketten der Doppelhelix. Die ungeraden oder "stickigen" Enden, die sich aus dem Schnitt ergeben, werden durch das Ligase-Enzym wieder vereint, berichtet das Dolan DNA Learning Center. Restriktionsenzyme haben zu signifikanten Fortschritten in der Biotechnologie gef├╝hrt.

Fr├╝he Geschichte

Laut Access Excellence identifizierten die Wissenschaftler Werner Arbor und Stewart Linn zwei Enzyme, die in den 1960er Jahren das Wachstum von Viren in E. coli-Bakterien verhinderten. Sie entdeckten, dass eines der Enzyme, genannt Restriktionsnuklease, DNA an verschiedenen Punkten entlang der L├Ąnge des DNA-Stranges schneidet. Dieses Enzym durchtrennte das Molek├╝l jedoch an zuf├Ąlligen Stellen. Biotechnologen brauchten ein Werkzeug, das die DNA an den Zielorten konsistent schneiden konnte.

Durchbruch Entdeckung

1968, H.O. Smith, K. W. Wilcox und T.J. Kelley isolierte das erste Restriktionsenzym, das HindII, das wiederholt DNA-Molek├╝le an einer bestimmten Stelle - dem Zentrum der Sequenz - an der Johns Hopkins University aufspaltete. Seither wurden mehr als 900 Restriktionsenzyme aus 230 Bakterienst├Ąmmen nach Access Excellence identifiziert.

Mapping-DNA

DNA-Genome k├Ânnen gem├Ą├č der Medizinenzyklop├Ądie durch die Verwendung von Restriktionsenzymen kartiert werden. Durch die Bestimmung der Reihenfolge der Restriktionsenzympunkte im Genom - also der Orte, an denen sich das Enzym anheften wird - k├Ânnen Wissenschaftler die DNA analysieren. Diese Technik, die als Restriktionsfragmentl├Ąngenpolymorphismus bekannt ist, kann bei der DNA-Typisierung hilfreich sein, insbesondere wenn die Identit├Ąt eines DNA-Fragments von einem Tatort verifiziert werden muss.

Rekombinante DNA erzeugen

Die Verwendung von Restriktionsenzymen ist kritisch bei der Erzeugung von rekombinanter DNA, die das Zusammenstricken von DNA-Fragmenten aus zwei nicht verwandten Organismen ist. In den meisten F├Ąllen wird ein Plasmid (bakterielle DNA) mit einem Gen aus einem zweiten Organismus kombiniert. W├Ąhrend des Prozesses werden Restriktionsenzyme die DNA sowohl von den Bakterien als auch vom anderen Organismus verdauen oder schneiden, was zu DNA-Fragmenten mit kompatiblen Enden f├╝hrt, berichtet die Medizinenzyklop├Ądie. Diese Enden werden dann durch die Verwendung eines anderen Enzyms oder einer anderen Ligase zusammengef├╝gt.

Arten von Restriktionsenzymen

Laut der Universit├Ąt von Strathclyde in Glasgow gibt es drei Haupttypen von Restriktionsenzymen. Typ I unterscheidet eine bestimmte Sequenz entlang des DNA-Molek├╝ls, trennt aber nur einen Strang der Doppelhelix. Au├čerdem emittiert es Nukleotide an der Stelle des Schnitts. Ein anderes Enzym muss folgen, um den zweiten DNA-Strang zu schneiden. Typ II erkennt eine bestimmte Sequenz und schneidet beide DNA-Str├Ąnge nahe oder innerhalb der Zielstelle. Typ III schneidet die zwei DNA-Str├Ąnge in einem vorbestimmten Abstand von der Erkennungsstelle.

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