Replikation der DNA: Ablauf und beteiligte Enzyme

Die DNA-Replikation ist ein komplexer Prozess, der die exakte Verdopplung des Erbguts ermöglicht. Dabei spielen verschiedene Enzyme eine entscheidende Rolle:

1. Helicase: Dieses Enzym entwindet die DNA-Doppelhelix und trennt sie in Einzelstränge auf.

2. Primase: Synthetisiert kurze RNA-Startermoleküle (Primer), die als Ansatzpunkt für die DNA-Polymerase dienen.

3. DNA-Polymerase: Verbindet die angelagerten Nukleotide kovalent in 5'-3'-Richtung.

4. DNA-Ligase: Verknüpft die Okazaki-Fragmente auf dem Folgestrang.

Example: Die kontinuierliche und diskontinuierliche Replikation zeigt sich in der Bildung des Leitstrangs (kontinuierlich) und des Folgestrangs (diskontinuierlich mit Okazaki-Fragmenten).

Der Replikationsprozess läuft wie folgt ab:

1. Die Helicase öffnet die DNA-Doppelhelix an der Replikationsgabel.
2. Einzelstrangbindende Proteine verhindern ein Wiederzusammenschließen der Stränge.
3. Die Primase synthetisiert RNA-Primer als Startpunkte.
4. Freie Nukleotide lagern sich komplementär an die Einzelstränge an.
5. Die DNA-Polymerase verbindet die Nukleotide zu neuen DNA-Strängen.
6. RNA-Primer werden durch DNA-Nukleotide ersetzt (außer am 5'-Ende des Leitstrangs).
7. Die DNA-Ligase verknüpft die Okazaki-Fragmente auf dem Folgestrang.

Highlight: Die semi-konservative Replikation bedeutet, dass in den neu gebildeten DNA-Strängen jeweils die Hälfte der Ausgangs-DNA erhalten bleibt.

Dieser präzise Mechanismus gewährleistet die genaue Weitergabe der genetischen Information an die Tochterzellen und ist fundamental für alle Lebensprozesse.