Biotechnologie 3.1
Nukleasen, DNA-Modifikationsenzyme, Restriktionsendonukleasen, Ligasen, Polymerasen
Nukleasen, DNA-Modifikationsenzyme, Restriktionsendonukleasen, Ligasen, Polymerasen
Kartei Details
| Karten | 29 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Biologie |
| Stufe | Berufslehre |
| Erstellt / Aktualisiert | 19.12.2013 / 05.10.2017 |
| Weblink |
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Nukleasen (Definition)
Enzyme, die Nukleinsäure durch Spaltung der Phosphordiesterbindungen schneiden, verkürzen und abbauen
Nukleasen (Typen)
1. Exonukleasen: bauen NS von den Enden her ab
2. Endonukleasen: spalten innerhalb einer NS
3. Desoxyribonukleasen: (DNasen) bauen DNA ab
4. Ribonukleasen: (RNasen) bauen RNA ab
5. Restiktionsendenukleasen: mit spezifischen Schnittstellen
Nukleasen (Funktionen)
1. Exonuklease III
2. Bal 31
3. DNase I
4. Endonuklease S1
Exonuklease III
- aus E.coli
- spaltet nur am 3' -Ende eines Doppelstranges Nukleotide ab, sodass zum Teil lange einzelsträngige Abschnitte entstehen
Bal 31
- baut Nukleotide von beiden Enden (3' & 5') eines DNA-Doppelstrangs ab.
Dnase I
- schneidet an unspezifischen Stellen ihnnerhalb der DNA
- schneidet einzel- und doppelsträngige DNA, sodass ein Gemisch zum Teil aus sehr kurzen Fragmenten entsteht.
- Je nach Gegewart der Kationen werden beide Stränge an der gleichen Stelle geschnitten (+ Mn2+) oder an versetzten Stellen (+ Mg2+)
- Mit hohen DNasen I - Konzentration kann DNA aus RNA-Lsg. entfernt werden
Endonuklease S1
- schneidet nur einzelsträngige DNA- oder RNA-Moleküle
- Einzelsträngige Lücken in der DNA können herausgeschnitten werden
DNA-Modifikationsenzyme
1. Alkalische Phosphotase
2. Polynukleotidkinase
3. Terminale Desoxyribonukleotidyltransferase
Alkalische Phosphotase
entfernt Phosphatgruppen vom 5'Ende der DNA-Moleküle
Polynukleotidkinase
fügt Phosphatgruppen an 5'Ende der DNA-Moleküle an (umgekehrte Wirkung wie bei Alkalischer Phosphotase)
Terminale Desoxynukleotidyltransferase
fügt ein oder mehrere Desoxynukleotide an das 3'Ende von DNA-Molekülen an
(braucht kein Matrizenstrang, Variabilität wird verlängert -> unterschiedliche Proteine z.B.: für Immunsystem)
Restriktionsendonuklease (Definition)
Nukleasen schneiden DNA-Basensequenzen an bestimmten Stellen
Restriktionsendonukleasen (Funktion)
Abbau von fremden NS bei Bakterien
Restriktionsendonukleasen (Typen)
1. Typ II: schneidet direkt an der Erkennungssequenz
2. Typ I: schneidet in bis zu 1000 bp Entfernung
3. Typ III: in 20-25 bp Entfernung von der Erkennungssequenz
(wichtig für genetisches Arbeiten nur Typ II)
Erkennungssequenz
- die Sequenz, an der aufgrund der spezifischen Basenabfolge die DNA geschnitten wird.
- bestehen meistens aus 4,6, oder 8 bp (4-, 6-, 8-bp-Cutter)
Palindrom
eine DNA-Sequenz, die in beiden Leserichtungen die gleiche Basenabfolge besitzt
Arten von Enden
1. glatte Enden: (blunt ends) ohne Übergang des einen Stranges
2. klebrige Enden (stricky ends) durch versetzte Schnitte in den beiden DNA-Strängen
Isoschizomere
Restriktionsenzyme, mit der gleichen Erkennungssequenzen, die aus verschiedenen Organismen stammen
Lagasen (Definition)
verknüpfen NS, indem sie Phosphatdiesterbindungen endständigen Nukleotiden ausbilden
Ligasen (Funktion)
Verknüpfen von DNA-Fragmenten (Okazaki-Fragmente)
Ligasen (Verwendung in der Genttechnik)
Um DNA-Fragmente aus unterschiedlichen Organismen zu verknüpfen, die mit demselben (oder isoschizomeren) Restriktionsenzym geschnitten werden.
Polymerasen (Definition)
synthesieren einen neues DNA-/RNA-Strang anhand eines komplementären Matrizenstranges.
Polymerasen (Typen)
1. DNA-Polymerase I
2. Klenow-Fragment
3. Thermostabile Polymerase
4. Riverse Transkriptase
DNA-Polymerase I
- besitzt 5'→3'-Polymerasen-Aktivität
- besitzt 3'→5'-Exonukleasen-Aktivität
- binden an den Einzelstrangabschnitt in der DNA oder an einem Bruch in der DNA (Nick) und kann einen neues Strang synthesieren (5'→3'-PA)
- gleichzeitig kann der vorhandene Strang abgebaut werden (5'→3'-EA)
- Mit der 3'→5'-EA kann sie flasch eingebaute Nukleotide wieder entfernen (pfoofreading)
Klenow-Fragment
- Teilstücke der DNA-Polymerase I ohne 5'→3'-EA (keine Abbau von Nukleotiden in 5'→3-Richtung
- gleich aktiv wie DNA-Polymerase I
Thermostabile-Polymerase
- hitzestabile Enzyme (werden bei hohen Temp. nicht zerstört)
- mit unterschiedlichen Exon-Akt. (mit oder ohne proofreading)
- mit verschiedenen Fehlerraten beim Einbau von Nukleasen
Riverse Transkriptase
kann RNA in DNA umwandeln
Polymerasen (Funktion)
- DNA-Pol. I: DNA-Replikation, DNA-Reparatur
- Taq-Polymerase: Reparatur von DNA bei Bakterien, die in heißen Quellen leben
- riverse Transkription: Replikation bei vielen Viren
Polymerasen (Einsetzung in der Gentechnik)
- DNA-Pol. I: Markierung von DNA
- Klenow-Fragment: Markierung von DNA (Auffülreaktion, aber auch Endmarkierung an klebrigen Enden, DNA-Sequenzierung
- Taq-Polymerase: Polymerasenkettenreaktion (PCR)
- Riverse Transkription: Umschreiben von RNA in DNA
