Werkzeuge der Gentechnik: Restriktionsendonucleasen, Plasmide, Reverse Transkriptase

Im Zuge der Entwicklung der Gentechnik wurde ein riesiges Repertoire an Methoden etabliert, um DNA zu spalten, zu verknüpfen, zu replizieren, zu manipulieren und RNA revers zu transkribieren. Diese Methoden bedienen sich einiger unentbehrlicher Werkzeuge wie Restriktionsendonucleasen, Plasmide und Reverse Transkriptase. Durch die Anwendung dieser und weiterer Hilfsmittel ist es heute möglich, Nucleotidsequenzen zu analysieren und die genetische Ausstattung von Organismen gezielt zu verändern.

Restriktionsendonucleasen

Restriktionsendonucleasen (Restriktionsenzyme) vom Typ II erkennen in doppelsträngiger DNA sehr spezifisch bestimmte Nucleotidsequenzen und spalten dort den Doppelstrang. In der Gentechnik dienen sie als spezifische molekulare Skalpelle. Die Reaktionsprodukte (Restriktionsfragmente) lassen sich leicht mit anderen, entsprechend vorbereiteten DNA-Molekülen wie Vektoren verknüpfen.

Plasmide

Die in den meisten prokaryontischen Zellen auch natürlicherweise vorkommenden Plasmide wurden für bestimmte experimentelle Anwendungen optimiert. Diese modifizierten Plasmide dienen als Vektoren (Transportvehikel). Sie nehmen relativ leicht beliebige Fremd-DNA-Fragmente auf und werden anschließend in eine Wirtszelle eingeschleust. Dort werden sie z.B. stark repliziert oder die in ihnen enthaltene Fremd-DNA wird exprimiert.

Reverse Transkriptase

Die Reverse Transkriptase ist ein im retroviralen Genom codiertes Enzym. Mit ihren drei Aktivitäten (DNA- und RNA-abhängige DNA-Polymerase und RNase H) wird die Reverse Transkriptase genutzt, um aus einer RNA (meist mRNA) eine komplementäre DNA (cDNA) herzustellen, die sich in einen Vektor ligieren, klonieren und weiter analysieren lässt.