Restriktionsenzyme und Gelelektrophorese in der Gentechnik
Die Restriktionsenzyme sind fundamentale Werkzeuge in der modernen Gentechnik und spielen eine entscheidende Rolle bei der DNA-Manipulation. Diese enzymatischen DNA-Scheren stammen ursprünglich von Bakterien, wo sie als natürliche Abwehrmechanismen gegen eindringende Viren fungieren. Jedes Restriktionsenzym trägt den Namen des Bakteriums, aus dem es isoliert wurde, und erkennt spezifische DNA-Sequenzen, die als Erkennungssequenzen bezeichnet werden.
Definition: Palindrome in der DNA sind Sequenzen, bei denen die Basenabfolge in beiden DNA-Strängen in entgegengesetzter Richtung identisch ist. Diese Symmetrie ist entscheidend für die Funktion der Restriktionsenzyme.
Bei der Schnittführung unterscheidet man zwischen zwei wichtigen Varianten: Blunt Ends glatteEnden und Sticky Ends klebrigeEnden. Während bei Blunt Ends ein gerader Schnitt erfolgt, entstehen bei Sticky Ends überhängende Einzelstränge, die sich aufgrund ihrer Komplementarität wieder zusammenfügen können. Diese Eigenschaft macht sie besonders wertvoll für gentechnische Anwendungen.
Die Gelelektrophorese ist eine unverzichtbare Analysemethode in der molekularen Biologie. Sie ermöglicht die Auftrennung von DNA-Fragmenten nach ihrer Größe und findet praktische Anwendung beispielsweise bei Vaterschaftstests oder in der forensischen Analyse. Das Verfahren nutzt die negative Ladung der DNA-Moleküle, die im elektrischen Feld zur positiven Elektrode Anode wandern.
Highlight: Die Wanderungsgeschwindigkeit der DNA-Fragmente im Gel ist umgekehrt proportional zu ihrer Länge - kürzere Fragmente bewegen sich schneller durch die Gelmatrix als längere.