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29. Nov. 2025

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Einfach erklärt: DNA-Replikation und ihre Mechanismen

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Mariela

@iela.studies

Die DNA-Replikation ist der Prozess, bei dem deine Zellen ihre... Mehr anzeigen

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# DNA-REPLIKATION

Die DNA-Replikation ist die Verdopplung der DNA innerhalb des Zellkerns. Erst wenn die DNA-Replikation stattgefunden hat,

DNA-Replikation Grundlagen

Stell dir vor, deine Zelle will sich teilen - aber wie kann sie sicherstellen, dass beide Tochterzellen die gleiche genetische Info bekommen? Genau dafür gibt's die DNA-Replikation. Dieser Prozess verdoppelt deine DNA im Zellkern, sodass jede neue Zelle eine komplette Kopie erhält.

Die Replikation läuft in drei Phasen ab: Initiation (Start), Elongation (Verdopplung) und Termination (Ende). In der Initiationsphase entspiralisiert die Topoisomerase die DNA-Spirale, während die Helikase die beiden Stränge trennt - wie einen Reißverschluss, der aufgezogen wird.

Die Elongation ist das Herzstück des Ganzen. Hier synthetisiert die DNA-Polymerase die neuen Stränge. Der Leitstrang wird kontinuierlich verlängert, der Folgestrang dagegen diskontinuierlich in kleinen Abschnitten - den Okazaki-Fragmenten. Das liegt daran, dass die DNA-Polymerase nur in eine Richtung (5'-3') arbeiten kann.

Merktipp: Die DNA-Polymerase ist wie ein Bauarbeiter, der nur vorwärts gehen kann - deshalb muss am Folgestrang immer wieder neu angefangen werden!

# DNA-REPLIKATION

Die DNA-Replikation ist die Verdopplung der DNA innerhalb des Zellkerns. Erst wenn die DNA-Replikation stattgefunden hat,

Unterschiede zwischen Eukaryoten und Prokaryoten

Bei Eukaryoten (wie dir!) ist die DNA deutlich komplexer verpackt als bei Bakterien. Deshalb brauchen deine Zellen mehrere Replikationsursprünge, um an verschiedenen Stellen gleichzeitig zu arbeiten - sonst würde es ewig dauern!

Die DNA-Polymerasen bei Eukaryoten sind allerdings langsamer: nur 50-100 Nukleotide pro Sekunde. Das liegt an den vielen DNA-bindenden Proteinen, die erst mal aus dem Weg geräumt werden müssen.

Ein besonderes Problem haben eukaryotische Chromosomen an ihren Enden: Der Folgestrang kann nicht bis zum Ende synthetisiert werden. Die Lösung? Telomere - das sind Sequenzwiederholungen an den Chromosomenenden, die von der Telomerase synthetisiert werden und als "Schutzkappe" fungieren.

Bei Prokaryoten ist alles einfacher: Ihre DNA liegt zirkulär vor, hat meist nur einen Replikationsursprung und einen festen Terminationspunkt gegenüber dem Start. Nach der Replikation trennt die Topoisomerase die beiden DNA-Ringe.

Interessant: Telomere werden bei jeder Zellteilung kürzer - deshalb altern unsere Zellen!

# DNA-REPLIKATION

Die DNA-Replikation ist die Verdopplung der DNA innerhalb des Zellkerns. Erst wenn die DNA-Replikation stattgefunden hat,

Ablauf der Replikation im Detail

Der Replikationsprozess ist wie eine perfekt choreografierte Tanznummer verschiedener Enzyme. Zuerst entspiralisiert die Topoisomerase die Doppelhelix, dann spaltet die Helikase die DNA in zwei Einzelstränge und bildet die Replikationsgabel.

Jetzt wird's spannend: Die Primase setzt RNA-Primer als Startpunkte, damit die DNA-Polymerase loslegen kann. Am kontinuierlichen Strang (Leitstrang) läuft alles glatt - ein Primer reicht. Am diskontinuierlichen Strang (Folgestrang) muss die Primase immer wieder neue Primer setzen.

Die DNA-Polymerase arbeitet am Folgestrang rückwärts auf jedem Okazaki-Fragment 100200Nukleotidelang100-200 Nukleotide lang. Nach getaner Arbeit entfernt die RNase alle RNA-Primer, die DNA-Polymerase ersetzt sie durch DNA-Nukleotide und die DNA-Ligase verknüpft alle Teilstücke zu einem durchgehenden Strang.

Es gab mal drei Theorien zur Replikation: konservativ, semikonservativ und dispersiv. Die semikonservative hat gewonnen - dabei teilt sich die DNA in der Mitte, sodass jeder neue Doppelstrang aus einem alten und einem neuen Einzelstrang besteht.

Eselsbrücke: Semikonservativ = halb bewahrt - ein alter Strang bleibt erhalten!

# DNA-REPLIKATION

Die DNA-Replikation ist die Verdopplung der DNA innerhalb des Zellkerns. Erst wenn die DNA-Replikation stattgefunden hat,

Das Meselson-Stahl-Experiment

Wie beweist man eigentlich, dass DNA-Replikation semikonservativ abläuft? Meselson und Stahl hatten eine geniale Idee: Sie züchteten Bakterien auf einem Nährboden mit schwerem Stickstoff (¹⁵N), sodass deren DNA schwerer wurde als normale DNA mit ¹⁴N.

Dann übertrugen sie die Bakterien auf normales ¹⁴N-Medium und schauten nach jeder Zellteilung, wie schwer die DNA war. Mit einer Dichtegradientenzentrifugation konnten sie schwere und leichte DNA unterscheiden - wie verschiedene Kugeln, die unterschiedlich weit nach unten sinken.

Das Ergebnis war eindeutig: Nach der ersten Teilung war alle DNA mittelschwer ¹4N/15NMix¹⁴N/¹⁵N-Mix, nach der zweiten Teilung gab's zur Hälfte mittelchwere und zur Hälfte leichte DNA. Das beweist die semikonservative Replikation!

Wäre es konservativ gewesen, hätte es nur schwere und leichte DNA gegeben. Bei dispersiver Replikation wäre auch nach mehreren Teilungen alles mittelchwer geblieben, weil sich ¹⁵N und ¹⁴N überall vermischt hätten.

Clever: Dieses Experiment zeigt, wie Wissenschaftler mit einfachen Mitteln komplexe Fragen beantworten können!



Wir dachten, du würdest nie fragen...

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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

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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.

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Jana V

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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

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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

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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

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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

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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

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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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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.

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Lena M

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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

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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

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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

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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!

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Biologie

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DNA-Replikation Grundlagen

Stell dir vor, deine Zelle will sich teilen - aber wie kann sie sicherstellen, dass beide Tochterzellen die gleiche genetische Info bekommen? Genau dafür gibt's die DNA-Replikation. Dieser Prozess verdoppelt deine DNA im Zellkern, sodass jede neue Zelle eine komplette Kopie erhält.

Die Replikation läuft in drei Phasen ab: Initiation (Start), Elongation (Verdopplung) und Termination (Ende). In der Initiationsphase entspiralisiert die Topoisomerase die DNA-Spirale, während die Helikase die beiden Stränge trennt - wie einen Reißverschluss, der aufgezogen wird.

Die Elongation ist das Herzstück des Ganzen. Hier synthetisiert die DNA-Polymerase die neuen Stränge. Der Leitstrang wird kontinuierlich verlängert, der Folgestrang dagegen diskontinuierlich in kleinen Abschnitten - den Okazaki-Fragmenten. Das liegt daran, dass die DNA-Polymerase nur in eine Richtung (5'-3') arbeiten kann.

Merktipp: Die DNA-Polymerase ist wie ein Bauarbeiter, der nur vorwärts gehen kann - deshalb muss am Folgestrang immer wieder neu angefangen werden!

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Unterschiede zwischen Eukaryoten und Prokaryoten

Bei Eukaryoten (wie dir!) ist die DNA deutlich komplexer verpackt als bei Bakterien. Deshalb brauchen deine Zellen mehrere Replikationsursprünge, um an verschiedenen Stellen gleichzeitig zu arbeiten - sonst würde es ewig dauern!

Die DNA-Polymerasen bei Eukaryoten sind allerdings langsamer: nur 50-100 Nukleotide pro Sekunde. Das liegt an den vielen DNA-bindenden Proteinen, die erst mal aus dem Weg geräumt werden müssen.

Ein besonderes Problem haben eukaryotische Chromosomen an ihren Enden: Der Folgestrang kann nicht bis zum Ende synthetisiert werden. Die Lösung? Telomere - das sind Sequenzwiederholungen an den Chromosomenenden, die von der Telomerase synthetisiert werden und als "Schutzkappe" fungieren.

Bei Prokaryoten ist alles einfacher: Ihre DNA liegt zirkulär vor, hat meist nur einen Replikationsursprung und einen festen Terminationspunkt gegenüber dem Start. Nach der Replikation trennt die Topoisomerase die beiden DNA-Ringe.

Interessant: Telomere werden bei jeder Zellteilung kürzer - deshalb altern unsere Zellen!

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Der Replikationsprozess ist wie eine perfekt choreografierte Tanznummer verschiedener Enzyme. Zuerst entspiralisiert die Topoisomerase die Doppelhelix, dann spaltet die Helikase die DNA in zwei Einzelstränge und bildet die Replikationsgabel.

Jetzt wird's spannend: Die Primase setzt RNA-Primer als Startpunkte, damit die DNA-Polymerase loslegen kann. Am kontinuierlichen Strang (Leitstrang) läuft alles glatt - ein Primer reicht. Am diskontinuierlichen Strang (Folgestrang) muss die Primase immer wieder neue Primer setzen.

Die DNA-Polymerase arbeitet am Folgestrang rückwärts auf jedem Okazaki-Fragment 100200Nukleotidelang100-200 Nukleotide lang. Nach getaner Arbeit entfernt die RNase alle RNA-Primer, die DNA-Polymerase ersetzt sie durch DNA-Nukleotide und die DNA-Ligase verknüpft alle Teilstücke zu einem durchgehenden Strang.

Es gab mal drei Theorien zur Replikation: konservativ, semikonservativ und dispersiv. Die semikonservative hat gewonnen - dabei teilt sich die DNA in der Mitte, sodass jeder neue Doppelstrang aus einem alten und einem neuen Einzelstrang besteht.

Eselsbrücke: Semikonservativ = halb bewahrt - ein alter Strang bleibt erhalten!

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Die DNA-Replikation ist die Verdopplung der DNA innerhalb des Zellkerns. Erst wenn die DNA-Replikation stattgefunden hat,

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Das Meselson-Stahl-Experiment

Wie beweist man eigentlich, dass DNA-Replikation semikonservativ abläuft? Meselson und Stahl hatten eine geniale Idee: Sie züchteten Bakterien auf einem Nährboden mit schwerem Stickstoff (¹⁵N), sodass deren DNA schwerer wurde als normale DNA mit ¹⁴N.

Dann übertrugen sie die Bakterien auf normales ¹⁴N-Medium und schauten nach jeder Zellteilung, wie schwer die DNA war. Mit einer Dichtegradientenzentrifugation konnten sie schwere und leichte DNA unterscheiden - wie verschiedene Kugeln, die unterschiedlich weit nach unten sinken.

Das Ergebnis war eindeutig: Nach der ersten Teilung war alle DNA mittelschwer ¹4N/15NMix¹⁴N/¹⁵N-Mix, nach der zweiten Teilung gab's zur Hälfte mittelchwere und zur Hälfte leichte DNA. Das beweist die semikonservative Replikation!

Wäre es konservativ gewesen, hätte es nur schwere und leichte DNA gegeben. Bei dispersiver Replikation wäre auch nach mehreren Teilungen alles mittelchwer geblieben, weil sich ¹⁵N und ¹⁴N überall vermischt hätten.

Clever: Dieses Experiment zeigt, wie Wissenschaftler mit einfachen Mitteln komplexe Fragen beantworten können!

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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

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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

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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

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

Jana V

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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

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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

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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!!

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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

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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

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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

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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

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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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