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DNA-Replikation einfach erklärt: Aufbau, Ablauf und Enzyme

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

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DNA-Replikation einfach erklärt: Aufbau, Ablauf und Enzyme

Alina T

@alina.tzk

41 Follower

Die DNA-Replikation ist ein grundlegender Prozess der Zellvermehrung, bei dem die gesamte DNA einer Zelle verdoppelt wird. Dieser Vorgang findet während der Interphase im Zellkern statt und ist entscheidend für die Mitose und Meiose. Die Replikation erfolgt semikonservativ, wobei aus dem ursprünglichen DNA-Molekül zwei identische Kopien entstehen. Der Prozess umfasst mehrere Schritte und wird von verschiedenen Enzymen gesteuert.

Die DNA-Doppelhelix wird aufgelöst und in Einzelstränge getrennt
Neue komplementäre Stränge werden an den Einzelsträngen synthetisiert
Der Vorgang läuft an beiden Strängen antiparallel ab
Spezielle Enzyme wie DNA-Polymerase, Helikase und Ligase sind beteiligt
Am Ende entstehen zwei identische DNA-Doppelstränge

23.3.2021

1492

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

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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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.

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Allgemeine Informationen zur DNA-Replikation

Die DNA-Replikation ist ein fundamentaler Prozess in der Zellbiologie. Sie findet während der Interphase im Zellkern statt und dient der Verdopplung des gesamten Erbguts einer Zelle. Dieser Vorgang ist unerlässlich, damit bei der anschließenden Mitose oder Meiose ausreichend genetisches Material für die Tochterzellen zur Verfügung steht.

Definition: Die DNA-Replikation, auch als Reduplikation bezeichnet, ist die identische Verdopplung des Erbguts (DNA) einer Zelle.

Highlight: Die DNA-Replikation ist eine Voraussetzung für die Zellteilung und somit für das Wachstum und die Fortpflanzung von Organismen.

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Vorgang der DNA-Replikation

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

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.
Priming: Die Primase stellt einen RNA-Primer her, der am 3' Ende befestigt wird und das Anlagern neuer Nukleotide ermöglicht.
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.

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

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