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DNA Replikation

Die DNA Replikation ist ein Prozess in der Zelle bei dem die vorhandene Doppelhelix die, die Erbinformationen enthält in zwei identische Stränge aufgeteilt und durch weitere Prozesse und Enzyme verdoppelt wird. Es entstehen zwei vollkommen identische DNA-Stränge.

Aus dem Video DNA-Replikation:

Der Prozess der Replikation besteht aus mehreren Schritten und beginnt während der Mitose (Zellteilung) in der sogenannten Interphase (S-Phase). Der Aufbau der DNA-Doppelhelix gleicht zunächst einer verwundenen bzw. verdrillten Sprossenleiter. Im inneren der Doppelhelix befinden sich die Nukleotiden.

Ein Nukleotid besteht aus einem Phosphatrest, Desoxyribose (Zucker) und einer von vier organischen Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin.

Diese Nukleotide bilden innerhalb der DAN sogenannte Basenpaare. Dies lässt sich am einfachsten durch das Schlüssel-Schloss-Prinzip erklären ein.

Nukleotide können sich nur in bestimmter Kombination verbinden.

Adenin verbindet sich mit Thymin und Guanin verbindet sich mit Cytosin. Verbunden werden diese Basen dann mit Wasserstoffbrücken die letztlich die beiden Stränge der DNA fest miteinander verknüpfen. Zu beginn der Replikation muss die DNA entspiralisiert werden. Dies geschieht durch das Enzym Topasomerase.

Ist die DNA erst entspiralisiert beginnt der zweite Schritt. Das Enzym Helicase fungiert wie eine Schere und durchtrennt die vorhandenen Wasserstoffbrückenbindungen.

Das SSB-Protein stabilisiert hierbei die entstandenen Einzelstränge sodass diese sich nicht wieder verbinden können. Das Enzym DAN-Polymerase 3 beginnt nun damit passende freie Nukleotide aus dem Zellplasma zu sammeln und sie beginnen vom 3-Strich-Ende des Stranges an den Strang anzufügen. Dabei bindet sich wie oben beschrieben immer Adenin mit Thymin und Guanin mit Cytosin. Da der zweite untere Strang antiparallel verläuft und mit dem 5-Strich-Ende und die DNA-Polymerase nur von 3-Strich zu 5-Strich-Ende synthetisieren kann benötigt sie einen Startpunkt. Das Enzym Primase bildet einen Primer (Startpunkt = 3-Strich-Ende).

Das Teilstück das nun zwischen zwei Primern entsteht wird Okasaki-Fragment genannt. Durch die DAN-Polymerase 1 werden diese Startpunkte am Schluss wieder entfernt indem sie durch ein passendes Nukleotid ersetzt werden. Nun schließt das Enzym Ligase die Lücke zwischen den einzelnen Okasaki-Fragmenten und dem eingesetzten Nukleotid. Man bezeichnet die Replikation des unteren DANN-Teilstranges deshalb auch als diskontinuierliche Synthese. 

Prinzip der DNA Replikation



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