Die DNA-Replikation ist ein essentieller Prozess der vor der Mitose stattfindet und dazu führt, dass aus den Ein-Chromatid-Chromosomen Zwei-Chromatiden-Chromosomen entstehen. Bei der Replikation wird die DNA in zwei Einzelstränge geteilt und anschließend in einem komplexen Mechanismus kopiert. Hierbei werden die Basen der DNA durch komplementäre Basenpaare ergänzt um zwei identische Doppelstränge zu bilden.
Der Replikationsprozess beginnt damit, dass die Helicase die beiden DNA-Stränge voneinander trennt. Dabei verläuft ein Strang in 3'-> 5'-Richtung und der andere in 5'-> 3'-Richtung. Die Replikation kann nur in 3'-> 5'-Richtung stattfinden, deshalb erfordert die Verdopplung des 5'-> 3'-Strangs keine besonderen Mechanismen. Dieser Strang wird als Leitstrang bezeichnet.
Der 3'-> 5'-Strang hingegen muss in Gegenrichtung repliziert werden. Hier kommt die Primase ins Spiel die RNA-Primer ansetzt. Die DNA-Polymerase kann sich an diese RNA-Primer binden und den neuen Strang den Folgestrang beginnen. Dieser Prozess wiederholt sich kontinuierlich was zur Bildung von Okazaki-Fragmenten führt.
Anschließend kommt die DNA-Ligase ins Spiel. Sie verbindet die Okazaki-Fragmente miteinander und schließt den Replikationsprozess ab. So werden die beiden Einzelstränge zu einem vollständigen Doppelstrang verbunden.
Es ist wichtig zu beachten: Dass bei der semikonservativen Replikation ein alter Einzelstrang und ein neugebildeter Einzelstrang verwendet werden. Dies führt dazu: Die neu gebildeten Doppelstränge genauso viel zur ursprünglichen DNA sind.
Die Basenpaarung bei der DNA-Replikation erfolgt nach dem komplementären Prinzip. Adenin (A) bindet immer an Thymin (T) und Guanin (G) bindet immer an Cytosin (C). Dadurch wird sichergestellt – dass die genetische Information in den neuen Doppelsträngen korrekt übertragen wird.
Zusammenfassend verläuft die DNA-Replikation in mehreren Schritten die von verschiedenen Enzymen und Proteinen koordiniert werden. Durch diesen Mechanismus kann die genetische Information der DNA aufrechterhalten und in den Tochterzellen weitergegeben werden.
DNA-Replikation: Ablauf und Mechanismus erklärt
Wie verläuft die DNA-Replikation und welche Mechanismen sind daran beteiligt?