Bakterien sind eine Hauptquelle für Restriktionsenzyme. Bakterienzellen verwenden Restriktionsenzyme, um fremde DNA an bestimmten Stellen zu schneiden, wodurch eine Infektion der Bakterien durch die DNA verhindert wird.
Restriktionsenzyme sind Proteine, die DNA nur an einer bestimmten Stelle schneiden können. Das Enzym erkennt Nukleotidsequenzen und spaltet die Sequenz durch Zugabe eines Wassermoleküls, das die Bindungen zwischen den beiden Nukleotiden spaltet. Die DNA hat sich wiederholende Sequenzen, was bedeutet, dass das Restriktionsenzym die DNA in Tausende oder sogar Millionen Stücke spaltet, die als "Restriktionsfragmente" bezeichnet werden.
Bakterien produzieren Restriktionsenzyme, um Bakteriophagen zu bekämpfen. Bakteriophagen versuchen, die Bakterien zu infizieren, indem sie DNA in die Bakterienzellen injizieren. Aus diesem Grund haben sich Bakterien entwickelt, um Restriktionsenzyme zu produzieren, die die fremde DNA aufbrechen und einer Infektion widerstehen.
Da Restriktionsenzyme nur auf bestimmte Nukleotidbasensequenzen abzielen, können die Forscher die Enzyme aus Bakterien extrahieren und sie zur kontrollierten Manipulation der DNA verwenden. Es gibt drei Arten von Restriktionsenzymen, und die hilfreichsten davon sind die zweiten, die die DNA nur innerhalb eines bestimmten Parameters brechen. Wissenschaftler können dann identifizieren, welche Restriktionsfragmente Gene enthalten, und sie auseinanderbrechen und mit anderen DNA-Strängen kombinieren, wodurch die Gene effektiv kloniert werden. Derzeit sind mehr als 2.500 Typ-2-Restriktionsenzyme bekannt.
