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DNA-Replikation einfach erklärt: Aufbau, Ablauf und Enzyme

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Alina T

23.3.2021

Biologie

DNA-Replikation

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Dna polymerase

DNA-Replikation einfach erklärt: Aufbau, Ablauf und Enzyme

DNA Replication is a fundamental biological process where genetic material is duplicated during cell division, ensuring accurate transmission of genetic information to daughter cells.

  • The process occurs during the interphase of cell division in the nucleus
  • Features antiparallel DNA strands with distinct 5' and 3' ends
  • Involves semi-conservative replication where each new double helix contains one original and one new strand
  • Requires multiple enzymes including DNA polymerase, helicase, and ligase
  • Consists of three main phases: initiation, elongation, and termination
  • Involves both continuous (leading strand) and discontinuous (lagging strand) synthesis
...

23.3.2021

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DNA-REPLIKATION Johann, Alina, Vincent, Santino GLIEDERUNG ● ● ● ● Allgemeine Informationen Definition Antiparallele DNA-Stränge • Vorgang E

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Strukturvorstellung und semikonservative Replikation

Der Aufbau der DNA einfach erklärt zeigt, dass für die Replikation die gesamte DNA-Doppelhelix lokal aufgelöst werden muss. An den freigelegten Einzelsträngen können dann spezifische Proteine einen komplementären Tochterstrang synthetisieren. Dieser Prozess läuft nach dem Prinzip der semikonservativen Replikation ab.

Vocabulary: Semikonservative Replikation bedeutet, dass jeder der beiden neuen DNA-Doppelstränge aus einem alten und einem neu synthetisierten Einzelstrang besteht.

Die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basenpaaren werden gelöst, und an die freigelegten Basen lagern sich Desoxynucleotide mit komplementären Basen an. Dabei entsteht ein neues Zucker-Phosphat-Rückgrat. Am Ende des Prozesses liegen zwei identische DNA-Doppelstränge vor, die jeweils zur Hälfte aus dem ursprünglichen Material bestehen.

Example: Bei der semikonservativen Replikation wird ein Adenin-Thymin-Basenpaar zu zwei Adenin-Thymin-Paaren, wobei jeweils ein Adenin aus dem ursprünglichen Strang stammt und das Thymin neu synthetisiert wird.

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Antiparallele DNA-Stränge und Replikationsrichtung

Die Antiparallelität DNA einfach erklärt bezieht sich auf die Orientierung der DNA-Stränge. Die Bezeichnungen 5' und 3' Ende dienen als Orientierungspunkte und beziehen sich auf die C-Atome der Pentosen im DNA-Rückgrat. Die DNA-Synthese erfolgt immer in 5' zu 3' Richtung.

Vocabulary: Antiparallel DNA bedeutet, dass die beiden Stränge der DNA-Doppelhelix in entgegengesetzte Richtungen verlaufen.

Bei der Replikation unterscheidet man zwischen dem Leitstrang und dem Folgestrang:

  • Der Leitstrang wird kontinuierlich synthetisiert, da die DNA-Polymerase in die gleiche Richtung arbeitet wie die Helikase.
  • Der Folgestrang wird diskontinuierlich synthetisiert, da die DNA-Polymerase in entgegengesetzter Richtung zur Helikase arbeitet.

Highlight: Die dna 3' 5' ende erklärung ist entscheidend für das Verständnis der Replikationsrichtung und der Entstehung von Okazaki-Fragmenten auf dem Folgestrang.

DNA-REPLIKATION Johann, Alina, Vincent, Santino GLIEDERUNG ● ● ● ● Allgemeine Informationen Definition Antiparallele DNA-Stränge • Vorgang E

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Vorgang der DNA-Replikation

Der DNA-Replikation Ablauf lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:

  1. Initiation: Die Doppelhelix wird durch die Topoisomerase entwunden und durch die Helikase in zwei Einzelstränge geteilt. Es entstehen spezifische Strukturen wie die Replikationsblase mit Replikationsgabeln an beiden Enden.
  2. Priming: Die Primase stellt einen RNA-Primer her, der am 3' Ende befestigt wird und das Anlagern neuer Nukleotide ermöglicht.
  3. Elongation: Die DNA-Polymerase synthetisiert den neuen DNA-Strang, indem sie Nukleotide am 3' Ende des Primers anfügt. Dieser Prozess läuft am Leitstrang kontinuierlich und am Folgestrang diskontinuierlich ab, wobei Okazaki-Fragmente gebildet werden.

Definition: Okazaki-Fragmente sind kurze DNA-Abschnitte, die während der diskontinuierlichen Synthese des Folgestrangs entstehen.

  1. Termination: Die RNA-Primer werden durch DNA ersetzt, und die einzelnen Fragmente werden durch die DNA-Ligase verbunden.

Highlight: Die DNA-Replikation Enzyme spielen eine entscheidende Rolle bei jedem Schritt des Replikationsprozesses.

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Enzyme der DNA-Replikation

Für die DNA-Replikation Enzyme sind verschiedene Proteine verantwortlich, die spezifische Funktionen im Replikationsprozess erfüllen:

  • Topoisomerase: Entwindet die DNA-Doppelhelix
  • Helikase: Trennt den Doppelstrang in zwei Einzelstränge
  • Primase: Synthetisiert den RNA-Primer zum Start der Replikation
  • DNA-Polymerase: Führt die eigentliche DNA-Synthese durch
  • RNase H: Entfernt den RNA-Primer aus der neu hergestellten DNA
  • DNA-Ligase: Verknüpft die gebildeten DNA-Stränge

Vocabulary: Die DNA-Ligase wird auch als "Kleberenzym" bezeichnet, da sie die einzelnen DNA-Fragmente miteinander verbindet.

Diese Enzyme arbeiten in einem komplexen Zusammenspiel, um die präzise und fehlerfreie Verdopplung des gesamten Genoms zu gewährleisten.

Highlight: Die DNA Polymerase ist das Schlüsselenzym der Replikation und fügt die komplementären Nukleotide an den wachsenden DNA-Strang an.

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Semi-conservative Replication The DNA replication process follows a semi-conservative model where each new double helix contains one original and one newly synthesized strand.

Definition: Semi-conservative replication ensures that each new DNA molecule maintains half of the original DNA structure.

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Antiparallel DNA Strands The DNA strands run antiparallel with 5' and 3' ends serving as orientation points.

Vocabulary: Antiparallelität DNA einfach erklärt refers to the opposite directionality of DNA strands. Highlight: DNA synthesis always proceeds from 5' to 3' direction.

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Process Initiation The replication process begins with the unwinding of the double helix by topoisomerase and helicase.

Definition: The DNA-Replikation Enzyme work together to create a replication bubble with forks at each end.

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Priming Phase Primase creates RNA primers that enable the initiation of DNA synthesis.

Vocabulary: Primer - Short RNA segment that provides a starting point for DNA synthesis.

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Elongation Phase DNA polymerase synthesizes new DNA strands continuously on the leading strand and discontinuously on the lagging strand.

Highlight: The DNA Polymerase adds nucleotides only in the 5' to 3' direction.

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•

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•

23. März 2021

•

14 Seiten

DNA-Replikation einfach erklärt: Aufbau, Ablauf und Enzyme

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Alina T

@alina.tzk

DNA Replication is a fundamental biological process where genetic material is duplicated during cell division, ensuring accurate transmission of genetic information to daughter cells.

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  • Features antiparallel DNAstrands... Mehr anzeigen

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Strukturvorstellung und semikonservative Replikation

Der Aufbau der DNA einfach erklärt zeigt, dass für die Replikation die gesamte DNA-Doppelhelix lokal aufgelöst werden muss. An den freigelegten Einzelsträngen können dann spezifische Proteine einen komplementären Tochterstrang synthetisieren. Dieser Prozess läuft nach dem Prinzip der semikonservativen Replikation ab.

Vocabulary: Semikonservative Replikation bedeutet, dass jeder der beiden neuen DNA-Doppelstränge aus einem alten und einem neu synthetisierten Einzelstrang besteht.

Die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basenpaaren werden gelöst, und an die freigelegten Basen lagern sich Desoxynucleotide mit komplementären Basen an. Dabei entsteht ein neues Zucker-Phosphat-Rückgrat. Am Ende des Prozesses liegen zwei identische DNA-Doppelstränge vor, die jeweils zur Hälfte aus dem ursprünglichen Material bestehen.

Example: Bei der semikonservativen Replikation wird ein Adenin-Thymin-Basenpaar zu zwei Adenin-Thymin-Paaren, wobei jeweils ein Adenin aus dem ursprünglichen Strang stammt und das Thymin neu synthetisiert wird.

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Antiparallele DNA-Stränge und Replikationsrichtung

Die Antiparallelität DNA einfach erklärt bezieht sich auf die Orientierung der DNA-Stränge. Die Bezeichnungen 5' und 3' Ende dienen als Orientierungspunkte und beziehen sich auf die C-Atome der Pentosen im DNA-Rückgrat. Die DNA-Synthese erfolgt immer in 5' zu 3' Richtung.

Vocabulary: Antiparallel DNA bedeutet, dass die beiden Stränge der DNA-Doppelhelix in entgegengesetzte Richtungen verlaufen.

Bei der Replikation unterscheidet man zwischen dem Leitstrang und dem Folgestrang:

  • Der Leitstrang wird kontinuierlich synthetisiert, da die DNA-Polymerase in die gleiche Richtung arbeitet wie die Helikase.
  • Der Folgestrang wird diskontinuierlich synthetisiert, da die DNA-Polymerase in entgegengesetzter Richtung zur Helikase arbeitet.

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Vorgang der DNA-Replikation

Der DNA-Replikation Ablauf lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:

  1. Initiation: Die Doppelhelix wird durch die Topoisomerase entwunden und durch die Helikase in zwei Einzelstränge geteilt. Es entstehen spezifische Strukturen wie die Replikationsblase mit Replikationsgabeln an beiden Enden.
  2. Priming: Die Primase stellt einen RNA-Primer her, der am 3' Ende befestigt wird und das Anlagern neuer Nukleotide ermöglicht.
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Definition: Okazaki-Fragmente sind kurze DNA-Abschnitte, die während der diskontinuierlichen Synthese des Folgestrangs entstehen.

  1. Termination: Die RNA-Primer werden durch DNA ersetzt, und die einzelnen Fragmente werden durch die DNA-Ligase verbunden.

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Enzyme der DNA-Replikation

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  • Helikase: Trennt den Doppelstrang in zwei Einzelstränge
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  • RNase H: Entfernt den RNA-Primer aus der neu hergestellten DNA
  • DNA-Ligase: Verknüpft die gebildeten DNA-Stränge

Vocabulary: Die DNA-Ligase wird auch als "Kleberenzym" bezeichnet, da sie die einzelnen DNA-Fragmente miteinander verbindet.

Diese Enzyme arbeiten in einem komplexen Zusammenspiel, um die präzise und fehlerfreie Verdopplung des gesamten Genoms zu gewährleisten.

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Semi-conservative Replication The DNA replication process follows a semi-conservative model where each new double helix contains one original and one newly synthesized strand.

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Complete Replication Process A detailed visualization of the entire replication process showing all components working together.

Example: The diagram shows the coordination between various enzymes and the formation of Okazaki fragments.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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