Was ist Replikation

Die Replikation ist die Verdopplung der DNA. Während eines Zellzyklus wird bei der Mitose die doppelte DNA benötigt, da beide Zellen nach der Zellteilung die vollständige DNA enthalten. Der Prozess der DNA—Replikation (verdopplung) findet in der S-Phase des Zellzyklus statt.

supercoil
- DNA ist gedrillt und verknotet

beteiligte Enzyme

Name	Funktion
Helikase	Trennt DNA in Einzelstränge indem sie die Wasserstoffbrücken voneinander trennt
Primase	stellt Primer her
Topoisomerase	entwindet DNA
DNA-Polymerase	Verknüpfung der Nukleotide. kann nur bei Primer starten
RNA-Polymerase	setzt Primer
Ligase	Sie tauscht Primer mit Nukleotiden

Replikationsursprung

Startpunkt der Replikation
bei Prokaryoten (pro- und eukaryotische Zelle) ein Replikationsursprung
bei Eukaryoten(pro- und eukaryotische Zelle) bis zu 1000 Replikationsursprünge
- In menschlichen Chromosomen bis zu 20.000

Unterschiede pro- und eukaryotische Zelle

Bei Eukaryoten ist die DNA Linear (= fadenförmig) aufgebaut
- Es bilden sich Replikationsblasen da es mehrere Replikationsursprünge gibt
Bei Prokaryoten ist die DNA Zirkulär (= Ringförmig) aufgebaut
- DNA wird kopiert, bis die Replikationsblase vollendet ist, also wenn die Replikationgabeln aufeinander treffen. Dann terminieren die neuen DNA-Stränge

Phasen der Replikation

Initiation

Einleitung der Replikation
DNA zu diesem Zeitpunkt supercoil

Topoisomerase entknotet
Helikase
- Helikase spaltet Doppelhelix zu einzelnen DNA Strängen
  - die einzelnen Stränge werden auch Matrizen genannt
- spaltet Wasserstoffbrücken zwischen den Basen
Einzelstrang-bindende Proteine
- Einzelstrang-bindende Proteine binden so, dass sich die Einzelstränge nicht wieder binden.
- zwischen zwei Startpunkten spaltet Helikase die Helix
  - Dieser Raum heißt Replikationsgabel
Priming
- Protein Primase haftet an den Einzelsträngen
- Primase haftet das kurze DNA-Stück Primer an die beiden Einzelstränge
- Primer ist das Startsignal für die Replikation

Elongation

Matrize ist die Vorlage um die Basen zu synthetisieren.
Die Nucleotide sind im Cytoplasma enthalten
DNA-Polymerase
- ist ein Protein, dass die Matrize abliest
- startet bei Primer
- gelesen wird in Richtung 3‘ —> 5‘
- Neue Stränge werden immer in 5‘ —> 3‘ synthetisiert
- Leitstrang
  - funktioniert reibungslos
  - wenn ein Primer gefunden wurde, kann DNA-Polymerase-3 vom Primer bis zur Replikationsgabel synthetisieren
  - kontinuierliche Synthese
- Folgestrang
  - Da DNA-Polymerase nur in 3‘—>5‘ Richtung synthetisieren kann bewegt sie sich von der Replikationsgabel weg
  - DNA-Polymerase stoppt nach synthetisierung und sucht sich nächsten Primer. Das passiert wenn sich die Replikationsgabel weiter öffnet. Sie springt also nach der synthetisierung bis zum nächsten Primer
  - Die Abschnitte zwischen den Primern heißen Okazaki-Fragmente
synthetisiert bis zum Schluss
- kontinuierliche Synthese
- RNA Primer müssen entfernt werden
  - Ligase
- Die einzelnen Fragmente werden mit DNA-Polymerase-1 verbunden und korrigiert
- Ligase „klebt“ die Fragmente miteinander

Termination

Wenn zwei Replikationsgabeln aufeinander treffen lösen sich die beiden DNA-Einzelstränge voneinander.

![[Natura 8.1 - Replikation - das Kopieren der DNA.pdf]]