Ist CRSPR/Cas ein Restriktionsenzym?
Ich schreibe morgen eine Bio-Klausur und bin mir dieser Frage bezüglich unsicher. Auch das Internet bietet keine aufschlussreiche Antwort.
Danke schonmal im vorraus!
2 Antworten
hmm es ist eine Art "programmierbares Restriktionsenzym". Es schneidet die DNA an Stellen, die man festlegen kann. Restriktionsenzyme schneiden sie an einer immer gleichen Stelle, die enzymabhängig ist und durch das Enzym erkannt wird.
Mit den herkömmlichen Restriktionsenzymen ist es daher nicht identisch, auch wenn es etwas ähnliches macht. Das DNA-schneidende Enzym CAS wird nur da schneiden, wo CRISPR-RNA vorher an DNA bindet. Eine solche zielführende Vermittler-RNA benötigen Restriktionsenzyme nicht. Daher muss man die Frage, trotz Ähnlichkeit, verneinen. LG
Man kann sich Restriktionsenzyme und CRISPR/Cas9 ein bisschen wie das Immunsystem der Bakterien vorstellen. Beide Mechanismen können fremde DNA (z. B. von Bakteriophagen) erkennen und zerstören, indem sie sie zerschneiden.
Die Restriktionsenzyme kann man sich vorstellen wie unser angeborenes Immunsystem. Restriktionsenzyme binden und schneiden nur an spezifischen palindromischen Sequenzen. Manche schneiden die DNA glatt (blunt) andere überhängend (sticky), sodass das Ende des einen Strangs über das des anderen hinausragt. Die Restriktionsenzyme können dabei direkt an die DNA binden und diese schneiden. Sie schneiden aber immer nur an denselben vorgegebenen Stellen.
Cas9 dient zwar ebenfalls dazu, fremde DNA zu zerschneiden. Es kann aber nicht selbstständig die Fremd-DNA erkennen und binden. Es braucht dafür die CRISPR-RNA, die an komplementäre Fremd-DNA bindet und Cas9 quasi zu seinem Ziel "führt". Wenn eine Bakterienzelle mit einem spezifischen Erreger infiziert wird, schneidet die Bakterienzelle Teile der Fremd-DNA heraus und fügt diese Spacer genannten Fragmente in die CRISPR-Bereiche ihres eigenen Genoms ein. Kommt es zu einer erneuten Infektion, dienen die Spacer als Vorlage, nach der die CRISPR-RNA synthetisiert wird. Diese vermittelt dann gezielt die Bindung des Cas9-Proteins, das das Schneiden übernimmt. Das funktioniert also recht ähnlich wie wenn in unserem Immunsystem die Gedächtniszellen sich bei der Erstinfektion die spezifischen Antikörper gegen den Erreger "merken" und bei einer Zweitinfektion diese umgehend produzieren und den Erreger schnell unschädlich machen. Das CRISPR/Cas9-System ist also sozusagen so etwas wie das erworbene Immunsystem der Bakterien.