Wie werden Restriktionsenzyme beim DNA-Fingerprinting verwendet?

Restriktionsenzyme sind eine Art Endonukleasen, die verwendet werden können, um doppelsträngige DNA an bestimmten Regionen zu schneiden. Sie ermöglichen Forschern, gewünschte DNA-Fragmente aus genomischer DNA zu erhalten. Beim DNA-Fingerprinting können Restriktionsenzyme verwendet werden, um DNA zu schneiden, um das Bandenmuster von STR zu erhalten.

Restriktionsenzyme sind Endonukleasen, die doppelsträngige DNA in der Mitte des Strangs an spezifischen Sequenzen schneiden. Sie werden in einer Vielzahl genomischer Studien verwendet, z. B. rekombinante DNA-Technologie, molekulares Klonen, Restriktionsfragment-Polymorphismus (RFLP) -Analyse, DNA-Mapping usw. DNA-Fingerprinting ist eine in der Biotechnologie verwendete Technik zur Bestimmung der Eigenschaften von DNA oder DNA DNA-Profil eines bestimmten Organismus. Das DNA-Profil wird basierend auf einem Typ sich wiederholender Elemente generiert, die als Short Tandem Repeats (STRs) bezeichnet werden.. Während des DNA-Fingerprintings werden STR-Regionen mit Restriktionsenzymen verdaut, um ein Bandenmuster zu erhalten, das als DNA-Profil bezeichnet wird.

Wichtige Bereiche

1. Was sind Restriktionsenzyme?
- Definition, Merkmale, Funktion
2. Wie werden Restriktionsenzyme beim DNA-Fingerprinting verwendet?
- Rolle von Restriktionsenzymen beim DNA-Fingerprinting

Schlüsselbegriffe: DNA-Fingerprinting, Restriktionsenzyme, Restriktionserkennungsstellen, kurze Tandemwiederholungen (STRs)

Was sind Restriktionsenzyme?

Restriktionsenzyme sind die Endonukleasen, die doppelsträngige DNA an spezifischen DNA-Sequenzen spalten, die als Restriktionserkennungsstellen bekannt sind. Sie sind daher eine Art biochemische Schere. Restriktionsenzyme werden auf natürliche Weise von Bakterien zur Abwehr von Bakteriophagen produziert. Diese Enzyme werden aus Bakterien isoliert und zum Schneiden von DNA im Labor verwendet. Die Fähigkeit von Restriktionsenzymen, DNA an einem genauen Ort zu schneiden, ermöglicht es Forschern, gewünschte DNA-Fragmente aus genomischer DNA zu isolieren. Die Wirkung zweier Restriktionsenzyme ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: Restriktionsenzyme

Wie werden Restriktionsenzyme beim DNA-Fingerprinting verwendet?

Beim DNA-Fingerprinting werden Muster der sich wiederholenden Elemente, die als Short Tandem Repeats (STRs) bezeichnet werden, einer Analyse unterzogen. STRs werden in den zentromeren Regionen der Chromosomen gefunden und gehören zu den nicht kodierenden Regionen des Genoms. Daher sind STRs eine Art Satelliten-DNA. Daher werden kurze Sequenzen von Nukleotiden (2-6 Basenpaare) in STRs variabel oft wiederholt. Da Einzelpersonen eine unterschiedliche Anzahl von STRs an einem bestimmten Ort haben. Daher ist das DNA-Profil für eine bestimmte Person einzigartig. In diesem Sinne kann das DNA-Fingerprinting sowohl zur Identifizierung von Personen bei Vaterschaftstests als auch bei forensischen Untersuchungen verwendet werden. Das DNA-Fingerprinting-Verfahren wurde 1984 von Sir Alec Jeffreys entwickelt. Das Verfahren zum DNA-Fingerprinting wird unten beschrieben.

DNA sollte aus einer gegebenen biologischen Probe wie Blut, Speichel, Sperma usw. Isoliert werden.
STR-Regionen werden durch PCR amplifiziert, um eine beträchtliche Menge an DNA zu erhalten.
Amplifizierte DNA kann mit Restriktionsenzymen verdaut werden.
Die Fragmente können aufgrund ihrer Größe durch Gelelektrophorese getrennt werden.

Verschiedene Bandenmuster von STRs bei mehreren Individuen sind in gezeigt Figur 2.

Abbildung 2: STR-Muster

Im Allgemeinen besteht humane DNA aus 700.000 Restriktionserkennungsstellen im gesamten Genom. Daher kann eine beträchtliche Anzahl von Restriktionserkennungsstellen auch in STR-Regionen gefunden werden. Durch Schneiden von STRs durch Restriktionsenzyme an einer bestimmten Restriktionserkennungsstelle kann ein Bandenmuster erhalten werden. Aufgrund der variablen Anzahl von Wiederholungen in STR-Bereichen unterscheidet sich auch das Streifenmuster von Person zu Person.

Fazit

Referenz:

1. "DNA-Fingerprinting". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 15. Februar 2016, Verfügbar hier.

Bildhöflichkeit:

1. “TaiIMae” von Inks002 in der englischsprachigen Wikipedia (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. “D1S80Demo” von PaleWhaleGail in der Wikipedia auf Englisch (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia

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