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DNA Replikation

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Bevor die eigentliche Replikation erfolgen kann, muss der DNA-Doppel helix
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DNA-Replikation Bevor die eigentliche Replikation erfolgen kann, muss der DNA-Doppel helix entwindet werden. Dies geschieht durch das Enzym, welches sich Topioisomerase nennt. Daraufhin spaltet das Enzym Helicase die Wasserstoff- brückenbindungen, sodass zwei Einzelstränge entstehen. Diese nennt man Matrizen, da diese als Vorlage für zwei neue Strange dienen. Nach der Trennung heftet sich ein Protein an die freien Basen, um ein erneutes Zusammenlagern zu vermeiden. An das Zucker-Phosphat-Rückgrat heftet sich das SSB-Protein, um dieses zu stützen. Als nächstes synthetisiert die Primase an den 3'Enden des Folgestranges und des Leitstranges sogenannte Primer, die aus RNA-Nukleotiden bestehen und komplimentar zur Base sind. Diese sind für den Beginn der eigent- lichen Replikation nötig, da sie als Startpunkt dienen. Da die Tochterstränge antiparallel zu den Muttersträngen verlaufen werden, hat auch der Primer eine antiparallele Anordnung. Außerdem dient der Primer als Ansatzstelle für das Enzym Polymerase III. Am 3-Ende des Primers beginnt die DNA-Polymerase III mit der Synthese von komplimentaren Basen, wodurch ein DNA-Doppelstrang entsteht. Jedoch kann die DNA-Polimerase nur von S' nach 3' Synthetisieren, was dazu führt, dass die Synthese am antiparallelen Strang (3¹ nachS) die Synthese in entgegengesetzte Richtung ablaufen muss. Dies funktioniert nur, wenn immer wieder neue Primer gesetzt werden. Auf diese Weise entstehen zwischen den Primern einzelne synthetisierte Stücke der DNA, die sogenannten OKAZAKI_Junieotide Fragmente. Die Synthese verläuft nur stückweise, daher spricht man...

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auch von einer diskontinuierlichen Bildung des DNA-stranges. ca. 1000 Die RNA-Nukleotide werden durch die Polymerase I durch die passenden DNA- Nukleatide ersetzt. Die OKAZAKI-Fragmente werden nun durch das Enzym Ligase verknüpft und bilden den Folgestrang. Den anderen Strang, welcher kontinuierlich synthetisiert werden konnte, bezeichnet man als Leitstrang. Am Ende der DNA-Replikation hat man zwei identische DNA's. 3' 51 Helicase 5' Folgestrang diskontinuierlich DNA Polymerase III 31 Primer st II 31 (eitstrang Kontinuierlich DNA-Replikation Topoisomerase DNA - Doppelhelix entwinden Helicase: Spaltet Wasserstoffbindungen: es entstehen zwei Einzelstränge Ein Protein heftet sich an freie Basen: kein erneutes Zusammenlagern SSB-Protein heftet sich ans Zucker- Phosphat-Rückgrat: Stabilität Leitstrang Primase synthetisiert an Primase synthetisiert an den 31-Enden Primer den 3¹-Enden Primer Polymerase synthetisiert von 5' nach 3' komplimentäre Basen Polymerase I ersetzt die RNA Nukleotide durch DNA- Nukleotide Folgestrang Polymerase II synthetisiert von 5' nach 3' komplimentäre Basen Synthese am anti- parallelen Strang (3'nach 5') in entgegengesetzte Richtung es müssen immer wieder neue Primer gesetzt werden OKAZAKI-Fragmente entstehen Polymerase I ersetzt die RNA Nukleotide durch DNA- Nukleotide Ligase verknüpft OKAZAKI- Fragmente Unterschiede der Replikation zwischen Pro-Eukaryoten Eukaryot Prokariot • Einzeller, ohne Zellkern • ein ringförmiges Chromosom Replikation startet stets an derselben Stelle 1000 Basenpaare pio Sekunde (ca. ca. 20 min Verdopplung abgeschlossen Replikationsblase ← Replikationsgabel Vielzeller mit echtem Zellkern zahlreiche Replikationsblasen gleichzeitig (Mensch hat ca. 10 000 Originis) 100 Basenpaare pro Sekunde (ca. 9 Stunden dauert die Gesamt- replikation)

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