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:
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Helicase: Dieses Enzym entwindet die DNA-Doppelhelix und trennt sie in Einzelstränge auf.
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Primase: Synthetisiert kurze RNA-Startermoleküle (Primer), die als Ansatzpunkt für die DNA-Polymerase dienen.
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DNA-Polymerase: Verbindet die angelagerten Nukleotide kovalent in 5'-3'-Richtung.
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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:
- Die Helicase öffnet die DNA-Doppelhelix an der Replikationsgabel.
- Einzelstrangbindende Proteine verhindern ein Wiederzusammenschließen der Stränge.
- Die Primase synthetisiert RNA-Primer als Startpunkte.
- Freie Nukleotide lagern sich komplementär an die Einzelstränge an.
- Die DNA-Polymerase verbindet die Nukleotide zu neuen DNA-Strängen.
- RNA-Primer werden durch DNA-Nukleotide ersetzt (außer am 5'-Ende des Leitstrangs).
- 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.
