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Mechanismus der DNA Replikation
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Aufgabe: Beschriften Sie die folgende Abbildung zur DNA Replikation. Folgestrang DNA (Replikationsschema) Primer Nucleotid Nucleosid 5' Okazakistück- Replikationsrichtung Primase DNA- 3 Tochterstrang A wf 5' DNA-Ligase DNA Polymerase Nucleosid triphosphat Base -= Zucker und Phosphat Okazaki-Fragmente nur in Folgestrang Zucker, Phosphat und Base Phosphat 12 dur Entwindungsenzym Helicase · Replikationsgabel DNA-Polymerase 5' Leitstrang löst die H-Stoff Brücken- Bindungen DNA - Nucleotid 3' DNA-Tochterstrang Mechanismus der DNA- Replikation 1. DNA liegt in Form einer Doppelhelix vor. 2. Heilcase = Enzym, welches den DNA Doppelstrang trennt, indem es die Wasserstoffbrückenbindungen löst; dadurch entsteht ein geöffneter Abschnitt die sog. Replikationsblase. Den Gabelungspunkt, von dem an die Replikation voranschreitet, bezeichnet man als Replikationsgabel. 3. Primase/ RNA-Polymerase= Enzym, welches die Primer synthetisiert; Primer sind kurze komplementäre RNA-Stränge, die als Startmolekül/ Ansatzstelle für die DNA-Polymerase dienen. 4. An beiden DNA-Strängen der Replikationsgabel befinden sich nun Primer. 5. Nucleosid-Triphosphate (Nucleosid mit drei angehängten Phosphatgruppen) lagern sich derweil über Wasserstoffbrückenbindungen an die jeweiligen komplementären Basen der beiden DNA-Stränge an. 6. Die DNA-Polymerase (Enzym für die Polymerisation der DNA-Nucleotide) startet nun an den Primern und verknüpft die DNA-Nucleotide zu einem Polynucleotidstrang. Da das Enzym nur am 3' Ende der Nucleotide das nächste Nucleotid anknüpfen kann, wächst der neu gebildete Polynucleotidstrang in 5`-3`Richtung (DNA-Vorlage wird somit in 3`-5`Richtung abgelesen). Man bezeichnet ihn als Leitstrang= neu gebildeter DNA-Strang, der kontinuierlich gebildet wird. (Zur Bildung des Polynucleotidstranges: Hierbei müssen die Nucleotide als Nucleosid- Triphosphate vorliegen. Das Enzym DNA-Polymerase spaltet dann zwei Phosphatgruppen ab, so dass ein Nucleotid entsteht. Bei dieser Abspaltung wird Energie freigesetzt, die dazu genutzt wird, das...
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neue Nucleotid nun über eine Elektronenpaarbindung mit dem beginnenden Nucleotidstrang zu verbinden.) 7. Der andere DNA-Strang (5`-3`) wird diskontinuierlich repliziert: Primase bildet mehrere Primer → an denen setzten die DNA-Polymerasen für die Neusynthese an und verknüpfen die Nucleotide bis sie an den nächsten Primerabschnitt gelangen; dort lösen sich dann die DNA-Polymerasen → es entstehen mehrere kürze DNA- Abschnitte = die Okazaki-Fragmente. Diesen (noch zerstückelten) diskontinuierlich gebildeten DNA-Strang bezeichnet man als Folgestrang. 8. Andere DNA-Polymerasen entfernen die Primer von der DNA und ersetzen sie durch DNA- Nucleotide. 9. DNA-Ligase = Enzym, welches die Bruchstücke (ehemalige Primerregion und die Okazaki- Fragmente) miteinander zu einem durchgehenden Polynucleotidstrang. 10. Die DNA ist vollständig repliziert. Es liegen zwei DNA-Doppelhelices vor.
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