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DNA-Replikation

Kategorie:BioBiologie • Leistungskurs
Von Arthur |
Am 26 Januar

Die DNA-Replikation ist ein Vorgang, bei dem sich die DNA selbst kopiert. Die beiden Stränge (DNA-Doppelhelix) sind komplementär zueinander, d. h. die DNA besteht aus einem Paar Matrizensträngen.

Schritte

  1. Die Replikation beginnt an spezifischen Stellen = Replikationsursprung
    • Dort binden Enzyme (DNA-Polymerase-Komplex)
  2. Die DNA wird entwunden und die Helikase trennt die H-Brücken
    • Es bildet sich eine Replikationsgabel
    • Da es vieler solcher Ursprünge gibt, wird die DNA an mehreren Stellen geöffnet. Es bilden sich viele Replikationsblasen.
      • Die Replikation ist bidirektional
  3. An jedem Ende einer Replikationsblase befindet sich eine Replikationsgabel, an der die neuen DNA-Stränge verlängert werden (DNA-Polymerase)
    • Die DNA-Polymerase kann nur in Richtung von 3′ zu 5′ Enden synthetisieren.
    • Der Start geschieht durch einen Primer, welcher vom Enzym Primase gesetzt wird. Dieser bietet ein freies 3′ Ende
    • Da die Stränge antiparallel sind (Strang 1: 3′ zu 5′; Strang 2: 5′ zu 3′) kann Strang 1 kontinuierlich durch die DNA-Polymerase erweitert werden (von 3′ zu 5′) = Leitstrang
    • Strang 2 verläuft von 5′ zu 3′ kann also nicht kontinuierlich (=diskontinuierlich) erweitert werden = Folgestrang
      • Es werden mehrere deshalb Primer verwendet, die DNA-Polymerase arbeitet sich somit Stück für Stück nach vorne. [Erklärvideo: Ab 3:07]
  4. Die einzelnen Fragmente werden vom Enzym Ligase zu einem Strang verknüpft.

Telomere

10–25 % der Gesamt-DNA eines Eukaryoten besteht aus kurzen Sequenzmotiven, die tausend bis millionenfach wiederholt sind.
= Repetitive Sequenzen

  • Sie sitzen am Ende der Chromosomen
    • Telomere (5000 – 12000 Basenpaare mit TTAGGG)
    • Schutzkappen am Chromosomenende
  • Verkürzung der Enden bei jeder Replikation um zwischen 30 und 200 Basenpaare
    Ein spezieller Protein-DNA-Komplex, die Telomerase, fügt immer wieder repetitive Sequenzen hinzu. Die Telomere verhindern, dass sich verschiedene Chromosomen aneinander haften und schützen die Enden vor dem Abbau durch Nukleasen.
    • Die Aktivität dieses Enzyms ist damit entscheidend für die „Fitness“ der Zelle und ihrer Fähigkeit, sich zu teilen.
  • Die Zellen eines Neugeborenen können sich bis zu 80-90 mal Teilen
  • Die Zellen eines 70-Jährigen nur noch 20–30 Mal
    • Altern

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