Die DNA-Replikation ist die identische Verdopplung der DNA.
Initiation
Die DNA-Replikation beginnt mit der Initiation. Die Primase synthetisiert am 3' Ende beider Stränge Primer, die aus RNA-Nucleotiden bestehen. Das Topoisomerase-Enzym entspiralisiert die Doppelhelix, und die Helicase trennt die DNA-Stränge in 2 Einzelstränge, indem sie Wasserstoffbrückenbindungen trennt. Das Einzelstrangbindeprotein stabilisiert die DNA-Einzelstränge, nämlich den Leitstrang und den Folgestrang.
Elongation
Im Verlauf der Elongation werden neue Nucleotide mit dem Leitstrang verknüpft, wobei die DNA-Polymerase den Primer als Startpunkt nutzt. Die Verknüpfung erfolgt nur in 5'-3-Richtung und kann nur an ein 3' Ende Nucleotide anhängen. Die Verknüpfung erfolgt über deren Phosphatgruppe mit der OH-Gruppe am 3. C-Atom der Desoxyribose. Die Verlängerung verläuft kontinuierlich, wobei der Folgestrang durch Okazaki-Fragmente synthetisiert wird. Die DNA-Polymerase bildet diese Okazaki-Fragmente, und die Ligase verknüpft sie mit dem Folgestrang.
Meselson-Stahl-Experiment
Das Meselson-Stahl-Experiment diente zur Klärung des Replikationsmechanismus. Ablauf: Escherichia coli Bakterien wurden mit schwerem Stickstoff (15N) gefüttert, und dann in normalen Stickstoff (14N) getan. Durch Dichtegradientenzentrifugation wurde schweres nach unten und leichtes nach oben getrennt. Dieser Vorgang wurde zweimal wiederholt (2. Replikationen), und das Ergebnis zeigte, dass die Replikation semi-konservativ abläuft.
Schlüsselkomponenten
Bei der DNA-Replikation sind verschiedene Enzyme und Fragmente beteiligt, wie die DNA-Polymerase, die Ligase, die Okazaki-Fragmente, die RNA, die Helicase, das Einzelstrangbindeprotein und die Topoisomerase.
Fazit
Die DNA-Replikation ist ein komplexer Prozess, bei dem viele Enzyme zusammenarbeiten, um die vollständige Verdopplung der DNA zu gewährleisten. Das Meselson-Stahl-Experiment hat entscheidend dazu beigetragen, das Verständnis für den Ablauf der DNA-Replikation zu vertiefen und die semi-konservative Natur dieses Prozesses zu bestätigen.
