Helmichs Biologie-Lexikon
Restriktionsendonucleasen
Bakterien werden ständig von Viren bedroht, die ihre DNA oder RNA in die Bakterienzelle injizieren und den bakteriellen Proteinsynthese-Apparat so umprogrammieren, dass statt der Bakterienproteine neue Viren produziert werden.
Als Gegenmaßnahme haben die Bakterien im Laufe der Zeit Enzyme entwickelt, die virale DNA unschädlich machen - die Restriktionsenzyme. Eine spezielle Klasse dieser Restriktionsenzyme - die Restriktionsendonucleasen - zerschneidet die fremde DNA regelrecht. Die bakterieneigene DNA wird durch Methylierung der Basen gegen die eigenen Restriktionsenzyme geschützt (Maskierung); Viren-DNA trägt solche Methylgruppen nicht und wird daher von den Restriktionsendonucleasen als fremd erkannt.
In der Gentechnik kennt man inzwischen viele verschiedene Restriktionsendonucleasen. Jede Restriktionsendonuclease schneidet die DNA an einer spezifischen Basensequenz, der Restriktionsschnittstelle, die meistens aus vier bis acht Basenpaaren besteht. Die Restriktionsendonuclease in der folgenden Abbildung hat zum Beispiel die Basensequenz TAAG als Restriktionsschnittstelle.
Die DNA wird in unserem Beispiel nicht "glatt" durchgeschnitten, sondern etwas versetzt, so dass so genannte "sticky ends" (klebrige Enden) entstehen. Eine der bekanntesten Restriktionsendonucleasen ist EcoRI, aus Escherichia coli gewonnen. Die Erkennungssequenz für EcoRI ist GAATTC. Dass es sich bei GAATTC um ein Palindrom handelt, wird allerdings erst klar, wenn man sich den komplementären Strang anschaut - CTTAAG - und diesen um 180° dreht: GAATTC. Viele Restriktionsendonucleasen haben solche rotationssymmetrischen Palindrome als Restriktionsschnittstelle.
Weitere Informationen
Lexikon der Biologie (Spektrum-Verlag; nur für Abonennten)
Ulrich Helmichs Homepage: Werkzeuge der Gentechnik
Restriction Endonucleases (McGraw Hill - Verlag)
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