Der Ablauf der DNA-Replikation

Die DNA-Replikation ist ein komplexer Prozess, bei dem die DNA verdoppelt wird. Dieser Vorgang ist essentiell für die Zellteilung und die Weitergabe genetischer Informationen.

Definition: Die DNA-Replikation ist der Prozess der Verdopplung der DNA im Zellkern.

Der Prozess beginnt mit der Aufspaltung des DNA-Doppelstrangs in zwei Einzelstränge durch das Enzym Helicase. Dieses Enzym löst die Wasserstoffbrücken zwischen den Basenpaaren.

Vocabulary: Helicase ist ein Enzym, das die DNA-Doppelhelix in Einzelstränge auftrennt.

Um zu verhindern, dass sich die Einzelstränge wieder verbinden, lagern sich spezielle Proteine direkt hinter den Trennungsstellen an. Die einzelnen DNA-Stränge dienen nun als Vorlage für die Replikation.

Für den Start der Replikation wird eine kurze Startsequenz aus RNA-Molekülen benötigt, die sogenannten Primer. Diese werden vom Enzym Primase gebildet.

Highlight: Die DNA-Polymerase benötigt einen Primer als Startpunkt für die Replikation.

Die DNA-Polymerase kann nun frei schwimmende Nucleotide als Bausteine für den neuen DNA-Strang verwenden. Dabei paart sich Adenin immer mit Thymin und Cytosin mit Guanin.

Example: Bei der Basenpaarung verbindet sich A immer mit T und C immer mit G.

Ein wichtiger Aspekt der Replikation ist, dass die Kette der Nukleotide nur in 5'-3'-Richtung wachsen kann. Dies führt dazu, dass einer der beiden Stränge kontinuierlich verlängert werden kann, während der andere Strang in kurzen Abschnitten, den sogenannten Okazaki-Fragmenten, synthetisiert wird.

Vocabulary: Okazaki-Fragmente sind kurze DNA-Abschnitte, die bei der diskontinuierlichen Replikation entstehen.

Abschließend werden die Primer durch DNA-Nucleotide ersetzt und die Ligase verbindet die einzelnen Okazaki-Fragmente miteinander. Das Ergebnis sind zwei neue, identische DNA-Stränge.

Highlight: Die DNA-Replikation ist ein präziser Prozess, der die exakte Verdopplung des Erbguts vor der Zellteilung ermöglicht.