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Als erstes sollten wir uns die DNA-Restriktion ansehen.
Wie bekommen wir verschiedene Stücke
fremder DNA dazu, sich zu verbinden?
Dazu werden Restriktionsenzyme oder Restriktionsendonukleasen benötigt.
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Wo finden wir Restriktionsendonukleasen?
Sie stammen aus Bakterien. Bakterien benutzen
Restriktionsendonukleasen, um eindringende DNA zu zerschneiden.
So wie wir, können Bakterien durch Viren infiziert werden.
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Wenn ein Virus in ein Bakterium eindringt
und versucht, seine DNA zu integrieren,
beginnt das bakterielle Immunsystem zu arbeiten und zerhackt
und zerstört die virale DNA.
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Somit kann diese nicht mehr effektiv in das bakterielle Genom integriert werden,
ist nicht mehr wirksam und das Bakterium wird nicht
durch die virale DNA beeinträchtigt.
Das ist der Ursprung der Restriktionsenzyme.
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Wir verwenden diese Restriktionsendonukleasen
oder Restriktionsenzyme als molekulare Scheren.
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Restriktionsenzyme sind molekulare Scheren,
die DNA schneiden. Es gibt drei Arten.
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Typ II ist diejenige, die uns am meisten interessiert,
da sie mit der größten Präzision schneidet.
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Schauen wir uns an, wie das geschieht.
Auf der einen Seite haben wir das bakterielle Chromosom
und auf der anderen Seite das Insulin-Gen,
das wir bereits betrachtet haben.
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Typ-II-Restriktionsenzyme schneiden
an versetzten DNA-Abschnitten,
weil sie nach einer spezifischen
palindromischen Sequenz suchen.
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Das ist die Sequenz, auf die sie
in der bakteriellen Zelle spezialisiert waren.
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Palindromisch bedeutet, die Sequenz lässt sich
rückwärts und vorwärts lesen.
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Die Sequenz AATT lautet auf dem komplementären Strang,
in die entgegengesetzte Richtung gelesen, ebenfalls AATT.
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Das Restriktionsenzym EcoR1
stammt von E-coli und wurde zuerst entdeckt.
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So hat es seinen Namen erhalten.
Es schneidet versetzt
an beiden Enden der palindromischen Sequenz.
Dadurch entstehen klebrige Enden. Die klebrigen Enden
der beiden fremden DNA-Stücke sind
komplementär zueinander sind. Deshalb lassen sich
die Basen miteinander paaren.
Eine Ligase verbindet daraufhin die Phosphat-Zucker Rückgrate.
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Hier können Sie sehen,
wie die beiden Teile zusammengefügt werden.
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Nun haben wir ein rekombinantes DNA-Molekül.
Meistens handelt es sich um ein zirkuläres Chromosom
und ein fremdes DNA-Stück, das in
dieses zirkuläre Chromosom eingefügt wird.
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Wir sehen jeweils zwei Abschnitte mit klebrigen Enden,
durch die die Sequenz eingegliedert werden kann.