in diesem video geht es um die replikation also um die verdopplung der dna die dna nennt man auch einen doppelhelix weil sie aus zwei einzel strengen besteht die wie eine schraube um ihre eigene achse gefunden sind verdopplung heißt also konkret dass aus einem doppelsträngige dna strang zwei doppelsträngige dna bern um den replikations prozess gut verstehen zu können ist es enorm wichtig sich eine eigenschaft der dna noch mal vor augen zu führen die verlaufs richtung der einzel strenge die an die parallel dh entgegengesetztes betrachtet man die dna mit ihren drei grundbaustein in dem man auch nukleotiden es nämlich eine von vier innen liegenden organischen basen adenin thymin guanin und cytosin den zucker der sox ihre pose und die phosphatgruppen fällt die entgegengesetzte verlaufs richtungen der beiden einzel strenge zueinander auf beim rechten sprang steht dass zucker phosphat rückgrat quasi auf dem kopf das hat etwas damit zu tun dass sich die innen liegenden basen immer nur mit dem ersten kohlenstoffatom der desoxyribonukleinsäure auf der rechten seite mit der base verbinden kann kann es nicht genau so positioniert sein wie auf der linken seite diese bindung wird erst ermöglicht wenn es um 180 grad gedreht wird erst dann kann sich das erste kohlenstoffatom des zuckers mit der base verbinden durch die entgegengesetzte verlaufs richtung der beiden einzel strenge unterscheiden sich auch die enden der strenge ein ende wird als drei striche bezeichnet weil sich an diesem ende am dritten kohlenstoffatom der des oxley börse eine freie gruppe befindet am anderen strang befindet sich hier das 5 strich ende das 5 strich ende erhält seinen namen weil sich am fünften kohlenstoffatom hier eine freie phosphat gruppe findet die unterschiedlichkeit der enten der dna eine strenge hat einen direkten einfluss auf die art und weise wie die einzel strenge verdoppelt werden die später noch deutlich wird bestimmt wird er aus dem unterricht bereits wie dna verdoppelt wird in einem experiment fanden messel sind und stahl heraus dass die dna bei dem vorgang jeweils zur hälfte erhalten bleibt was man auch als semi konservativ bezeichnet zu jeder hälfte wird also jeweils ein neuer strang synthetisiert beziehungsweise hergestellt schauen wir uns im nächsten schritt an wie genau die replikation ablehnt eigentlich ist der vorgang relativ leicht verständlich man darf sich nur nicht von den vielen an der replikation beteiligten enzym namen durcheinanderbringen lassen die replikation ist ein von einer vielzahl von enzymen gesteuerter vorgang das erste beteiligte enzym ist die job summe raase sie bewirkt die endspiel ali sierung der dma das heißt dass die doppelhelix entbunden wird sich die schrauben form also auflöst die beiden matrizen strenge sind jedoch immer noch nicht getrennt voneinander denn die basen beider strenge werden noch über so genannte wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten die strenge werden als matrize bezeichnet weil sie als vorlage für die synthese eines neuen komplementären dna strang ziehen damit die matrizen strenge jedoch jeweils für neue basen paarungen zugänglich sind müssen die wasserstoffbrückenbindungen aufgelöst werden und das ist die aufgabe des enzyms celica indem sie die wasserstoffbrückenbindungen löst öffnet sie die beiden dna stränge und öffnet sie damit wie ein reißverschluss an der stelle an der die elite die dna-stränge voneinander löst entsteht eine region in die als publikations kabel bezeichnet wird dieser mechanismus nämlich die endspiele sierung der dna durch die topo isomatte und das auflösen der wasserstoffbrückenbindungen durch die helikos erscheint auch logisch wenn man sich normal an den semi konservativen replikations mechanismus erinnert die hälfte der ursprungs dna bleibt erhalten und zu jedem strang wird jeweils ein neuer sprang synthetisiert beide enzyme gewährleisten dass in den nächsten schritten genau das passieren kann dass zu jedem matrizen strang nämlich ein neuer stabilisiert werden können an den endspiel alliierten strang heften sich zudem so genannte einzel strang bindende proteine kurz ssb proteinen die verhindern dass sich die strenge wieder zu einer doppelhelix zusammenlagern das enzym das die komplementären dna basen an beide stränge anheftet ist die dna polymerase 3 das enzym kann den prozess jedoch nicht ohne weiteres in gang setzen und dafür ist es auf die schützenhilfe eines anderen enzyms angewiesen nämlich der primas das m10 prix maze lagert am3 strich ende der beiden matrizen strenge kurze komplementäre er stücke an sogenannten abräumer die prima fungieren als staat moleküle für die dna polymerase die nun an den erna primer bindet und neue komplementäre dna nucleotide synthetisiert er emma also ribonukleinsäure entscheidet sich unter anderem von dma dass es neben den drei basen adenin guanin und cytosin die base oder ziel gibt die die dna base termin als komplementäre base zu adenin ersetzt weil es bei der replikation um die identische verdopplung der dna geht muss es später also einen mechanismus geben der die ehre nase oder ziel austauscht und durch die dna base thymin ersetzt aber warum ist für den start der dna polymerase ein prima erforderlich und damit auch das enzym prix maße das den primer heerstedt entscheidend ist dass die dna polymerase neuen nukleotide nur an drei sprich ende des wachsenden neuen strangs anhängt dort nämlich wo sich eine freie hydrox die gruppe bzw oha gruppe befindet anders formuliert sie arbeitet nur von fünf strich im drei strich richtung in bezug auf die neu zu synthetisieren strenger die man auch tochter strenge nennt die primergy vom enzym prima am3 strich ende der matrizen strenge an gelagert wurden bilden somit die fünf strich emden der neu zu synthetisieren tochter strenge und diese prima besitzen am3 strich ende eine freie oha gruppe die freie gruppe die von der dna polymerase benötigt wird um neue nucleotide zu synthetisieren und so verknüpft die dna polymerase drei neue nucleotide komplementär zu beiden matrizen strengen und aufgrund der anti parallelität der beiden einzel strenge und der tatsache dass die polymerase nur von fünf sprich in richtung 3 strich arbeiten kann geschieht dies bei einem tochter strang in die linke und beim anderen tochter strang in die rechte richtung während der synthese der neuen tochter strenge durch die dna polymerase stellt die hélie ka sie ihre arbeit natürlich nicht ein sie löst als enzym weiter die wasserstoffbrücken bindung zwischen den basen und öffnet die replikations kabel weiter in eine richtung schon jetzt lässt sich erahnen und das der replikation an dem strang wo sich die dna polymerase immer weiter vom replikations ursprung entfernt wahrscheinlich nicht so einfach gestaltet ganz anders verhält es sich beim munteren strang nachdem hier ein prima am anfang gesetzt wurde arbeitet die dna polymerase in die gleiche richtung in der auch die heli kase die dna matrize öffnet dieser tochter strang wird auch als light strang bezeichnet dieser kann in drei strich ende kontinuierlich verlängert werden während sich die replikations gabe in die gleiche richtung weiter öffnet wie eben bereits angedeutet ist der andere entstehende strang der sogenannte folge strang so orientiert dass sich sein zugängliches drei strich ende immer weiter von der replikations kabel entfernt und so eine nicht replizierte lücke entsteht eine lücke in der keine dna replikation stattfindet und diese lücke würde immer größer werden wenn es nicht einen besonderen mechanismus gebe der dieses problem löst damit die angesprochene lücke nicht größer wird werden immer wieder prima in der nähe der replikations kabel benötigt die von der prima hergestellt werden und damit gewährleisten dass die dna polymerase an ihnen bindet und in fünf strich 3 strich richtungen neue dna basen verknüpft die dna polymerase hängt so lange neue nucleotide an bis sie den primer des vorherigen abschnitts erreicht während der leitstand kontinuierlich vorwärts wächst verlängert sich der folge strang in kürzeren rückwärtsgerichteten abschnitten zwischen denen sich lücken befinden er wächst also diskontinuierlich die so entstehenden kurzen dna abschnitte werden nach ihrem entdecker auch okazaki fragmente genannt die nachfolgenden schritte der replikation sind relativ schnell erzählt eine weitere dna polymerase die dna polymerase 1 entfernt den abräumer und ersetzt ihn durch dna die dna base team ihn ersetzt also die erna base oraze weil eine kleine bindungs lücke zwischen den aneinandergrenzenden okazaki fragmenten zurückbleibt wird diese lücke von einem weiteren enzym der dna die gase geschlossen das ist der letzte schritt ist sehr komplexen dna replikations mechanismus nun ist aus einem dna doppelstrang zwei dna doppel strenger geworden in diesem video sind wir der frage nachgegangen wie die dna genau verdoppelt wird in diesem zusammenhang ist es auch wichtig sich zumindest mal kurz die bedeutung der dna replikation vor augen zu führen alle unsere zellen enthalten dna denn die dna liegt in unserem zellkern verpackt in form von 46 chromosomen vor und bildet damit unser erbgut unsere gesamte erbinformation wird in der spezifischen abfolge von dna basen gespeichert genauso wie sich die zellen unseres körpers teilen müssen zum beispiel zur regeneration zur fortpflanzung oder auch damit der körper wachsen kann müssen sich vor einer zellteilung welche man auch als tito chinesen bezeichnet auch sämtliche bestandteile der zelle und damit auch die dna verdoppeln stellt euch vor welche verheerenden folgen es hätte wenn sich die zelle teilt und mit ihr zwar sämtliche bestandteile wie zum beispiel auch der zellkern den vorgang den man übrigens als methode bezeichnet aber die teilung bzw die verdopplung der dna ausbleibt die neu gebildeten tochterzellen wären nicht mehr überlebensfähig und selbst eine fehlerhafte verdopplung von dna abschnitten zb in wir schlecht sehen kann es zu schwerwiegenden folgen führen ein thema das er noch genauer behandelt wenn es um mutationen geht ein beispiel für eine fehlerhafte verdopplung stellt die trisomie 21 da wobei betroffenen das chromosom 21 dreimal anstatt zweimal vorkommt das lässt sich also festhalten die exakte verdopplung der dna ist für die funktionsfähigkeit der neuen tochterzelle unentbehrlich und die verdopplung der dna muss zeitlich vor der zellteilung also der mitose stattfinden welche wiederum genauso wie die verdopplung der anderen zellbestandteile vor der eigentlichen zellteilung der zytokine stattfinden muss an dem vorgang der replikation sind eine vielzahl von enzymen beteiligt deren funktion ich am ende noch mal in einer tabelle darstellung auch mehrere dna polymerase sind an der replikation beteiligt von den 15 verschiedenen dna polymerase ii ein mensch besitzt ist allerdings nur eine polymerase verantwortlich für die replikation der chromosomalen dna die dna polymerase drei andere spielen zum beispiel für das entfernen der primer oder bei der dna reparatur eine rolle die tatsache dass die dna polymerase nur in fünf strich 3 strich richtung des jeweils neuen strangs synthetisiert werden kann es dabei entscheidend für das verständnis dass die replikation am leid und folge strang unterschiedlich ablaufen muss denn wären die heli kase den matrizen strang in eine richtung weiter öffnet läuft die polymerase am leid strang in fünf strich 3 strich richtung sozusagen brav und kontinuierlich der replikations richtung hinterher wohingegen die fünf strich 3 strich richtung des folge strangs in entgegengesetzter richtung zeigt und entsprechend die polymerase in entgegengesetzter richtung zur replikation gabel wandert und ihr sozusagen davonrennt und weshalb sie immer wieder durch neue bremer zurückgeholt wird sodass keine lücke entsteht zuletzt es noch zu sagen dass man vorsichtig sein muss mit der laufrichtung der polymerase von 50 3 strich richtung in bezug auf den matratzen strang läuft die polymerase von drei strich nach von strich es ist also eine andere betrachtungsweise die auch nicht falsches wenngleich etwas unglücklich formuliert denn fakt ist dass die polymerase die gruppe am 3 strich ende benötigt und den neu zu synthetisieren strang folglich nur am drei strichen verlängern kann