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DNA-Replikation | Genetik
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lotta
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11/12/13
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Zusammenfassende Darstellung und Erläuteung der DNA-Replikation : )
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DNA-Replikation Replikation ist ein kontrollierter, durch Enzyme gesteuerter Vorgang zur identischen Verdopplung der DNA in der Interphase des Zellzykluses. ABLAUF 1. Schritt: Initiation - Topoisomerase entspiralisiert die boppelhelix - Helikase öffnet bzw. trennt die beiden Stränge: → Wasserstoffbrücken unter ATP-Verbrauch aufgespalten (benautierung) -Y-förmige Stelle (= Replikationsgabell entsteht - Proteine binden an die Einzelstränge um das Wiederzusammenlagern der Basen & einen Angriff durch DNA-spaltende Enzyme zu verhindern - Primer („Startmoleküle”) werden vom Enzym Primase gebildet - Primer werden jeweils am 3¹- Ende des Matrizenstranges befestigt 2. Schritt: Elongation - getrennte Einzelstränge dienen als Matrize (Vorlage) für die Erstellung eines komplementären Strangs - DNA -Polymerase III fügt Nukleotide an das 3'- Ende d. Primers -Neusynthese erfolgt immer in 5¹ 3¹- Richtung bzw. die Leserichtung der DNA - Polymerase III ist immer 3'+ 5'- Richtung - Synthese nur am Führungsstrang (3¹+5') kontinuierlich - am Folgestrang, der in die gleiche Richtung (mit Bewegung d. Replikations- gabel) transkribiert werden muss, ist die Neusynthese diskontinuierlich: Neusynthese in Abschnitten (ca. 100-200 Nukleotide) Okazaki - Fragmente + setzen einen neuen Primer vorraus = Primer durch DNA-Polymerase I gegen DNA- Nukleotide ausgetauscht Fragmente durch Ligase unter ATP-Verbrauch verbunden 3. Schritt: Termination - Replikation durch die ONA - Polymerase & Primase endet an bestimmten Ba- sensequenzen d. DNA coler wenn zwei Replikationskomplexe aufeinander trennen (nur einer repliziert bis fehlende Nukleotide ergänzt sind) - wenn DNA vollständig repliziert ist, werden die beiden...
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entstandenen Tochter- DNA - Moleküle voneinander getrennt & die Zellzyklus wird fortgesetzt kontinuierlicher Verlauf (Leit-/Führungsstrang): Die DNA-Polymerase kann mit der Bewegungrichtung der Replikationsgabel syn- thetisiert. Aus diesem Grund kann der Strang kontinuierlich neusynthetisiert werden diskontinuierlicher Verlauf (Folgestrang): Beim Folgestrang wird aufgrund seiner Anordnung entgegen der Bewegungsrichtung der Replikationsgabel synthetisiert, wodurch sich Lücken bilden, die von der Pri- mase mit Primem aufgefüllt werden. Die DNA-Polymerase hängt also so lange neue Nukleotide an, bis sie den Primer des vorherigen Abschnittes erreicht hat. Dieser Prozess ist abschnittsweise & dementsprechend nicht kontinuierlich. Bewegungsrich- tung der Replikationsgabel 35 Matrizenstrang Helikase Primase A Enzym Topoisomerase DNA-Polymerase III The 5' Primer 3' THRIL FUNKTION ENZYME 167 ONA -Polymerase III THE B 10₂ MO 5' 5' Okazaki-Fragment Leit-/Führungsstrang ONA-Ligase Entwindung der Doppelhelix Funktion 3' Die Enzyme bilden einen großen Proteinkomplex, durch welches sich die ONA durchhangelt" & synthetisiert wird. ( Folgestrang Folgestrang io Matrizenstrang Helikase Primase PNA-Polymerase III ONA -Polymerase I ONA Ligase Öffnung der Doppelstränge durch Trennung der Wasserstoffbrücken zwischen den komplementären Basen Synthese eines RNA-Abschnitts zum Start (Primer) ONA-Synthese am 3'-Ende durch das Anfülgen komple- mentärer Nukleotide an die jeweiligen Einzelstränge Ersetzt Primer der Okazaki-Fragmente durch DNA & kann Fehlenpaarungen & Lücken erkennen, wordurch es Funktionen in der ONA-Reperatur besitzt Verknüpfungen der gebildeten Stränge
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