DNA-Replikation und Mechanismen der Genomverdopplung
Die Enzymatik der DNA-Replikation ist ein faszinierender Prozess, der während der Interphase des Zellzyklus stattfindet. Dieser komplexe Vorgang ermöglicht die identische Verdopplung des Erbguts und ist fundamental für die Zellteilung.
Definition: Die DNA-Replikation ist der biochemische Prozess, bei dem aus einem DNA-Molekül zwei identische DNA-Moleküle entstehen. Dies geschieht nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip.
Der Replikationsprozess erfolgt an beiden DNA-Strängen gleichzeitig, jedoch auf unterschiedliche Weise. Am Leitstrang findet eine kontinuierliche Synthese in 5'-3'-Richtung statt, während am Folgestrang die Synthese diskontinuierlich in Form von Okazaki-Fragmenten erfolgt. Die DNA-Polymerase kann nur in 5'-3'-Richtung arbeiten, was diese unterschiedlichen Synthesemechanismen erforderlich macht.
Highlight: Die Replikationsmaschinerie besteht aus mehreren spezialisierten Enzymen:
- Helicase: Trennt die DNA-Doppelhelix
- Primase: Synthetisiert RNA-Primer
- DNA-Polymerase: Fügt Nukleotide an
- Gleitklammerproteine: Stabilisieren den Komplex
Die Koordination dieser Enzyme ist essentiell für eine fehlerfreie Replikation. Besonders interessant ist die Schleifenbildung am Folgestrang, die es der DNA-Polymerase ermöglicht, trotz gegenläufiger Orientierung in die korrekte Richtung zu arbeiten. Diese präzise Maschinerie gewährleistet die exakte Weitergabe der genetischen Information.