Restriktionsenzyme und DNA-Ligase als molekularbiologische Werkzeuge

Diese Seite führt in die grundlegenden Konzepte der Restriktionsenzyme und der DNA-Ligase ein. Restriktionsenzyme werden als molekulare "Scheren" beschrieben, die DNA an spezifischen Stellen schneiden. Die DNA-Ligase fungiert als "Kleber", der DNA-Fragmente verbindet. Ein wichtiger Begriff sind die "sticky ends" oder klebrigen Enden, die bei bestimmten Restriktionsenzymschnitten entstehen.

Vocabulary: Restriktionsenzyme sind Enzyme, die DNA an spezifischen Erkennungssequenzen schneiden.

Definition: Sticky ends (klebrige Enden) sind einzelsträngige, überhängende DNA-Enden, die komplementär zueinander sind und Wasserstoffbrücken ausbilden können.

Die Wirkungsweise von Restriktionsenzymen wird detailliert erläutert. Sie schneiden DNA nicht zufällig, sondern an spezifischen Erkennungssequenzen. Dabei entstehen oft überhängende Einzelstrang-Enden, die "sticky ends".

Example: Das Restriktionsenzym EcoRI schneidet die DNA-Sequenz G'AATTC und erzeugt dabei sticky ends.

Die Funktion der DNA-Ligase wird beschrieben als Enzym, das Lücken zwischen benachbarten Nukleotiden eines DNA-Strangs schließt. Dies ist sowohl bei der Verknüpfung von DNA-Fragmenten nach einem Restriktionsenzymschnitt als auch bei der DNA-Replikation wichtig, insbesondere bei der Verbindung von Okazaki-Fragmenten.

Highlight: Die DNA-Ligase spielt eine entscheidende Rolle bei der DNA-Replikation, indem sie Okazaki-Fragmente verbindet.

Abschließend wird eine Hypothese zur Herkunft von Restriktionsenzymen aus Bakterien aufgestellt. Bakterien nutzen diese Enzyme als Schutzmechanismus gegen Fremd-DNA, wie z.B. von Viren. Die Spezifität der Erkennungssequenzen und die Möglichkeit der DNA-Methylierung schützen die eigene bakterielle DNA vor dem Schneiden.

Vocabulary: DNA-Methylierung ist ein Prozess, bei dem Methylgruppen an die DNA angehängt werden, was sie vor dem Schneiden durch Restriktionsenzyme schützen kann.