Overview
Die Vorlesung behandelt den Ablauf und die Enzyme der DNA-Replikation, die vor jeder Zellteilung zur identischen Verdopplung des Erbguts nötig ist.
Aufbau und Funktion der DNA
- Die DNA liegt bei Eukaryoten im Zellkern als schraubenförmiger Doppelstrang (Chromosom) vor.
- Vor der Mitose wird die DNA verdoppelt, damit beide Tochterzellen identische Informationen erhalten.
Ablauf der DNA-Replikation
- Die Replikation verläuft semikonservativ: ein alter Strang bleibt erhalten, ein neuer entsteht.
- Die DNA wird zuerst entwunden (Entspiralisierung), dann die Stränge getrennt (Aufspaltung).
- Jeder Einzelstrang dient als Vorlage (Matrize) für einen neuen Strang.
Phasen der Replikation
- Initiation: Start an Replikationsursprüngen durch Entspiralisierung (Topoisomerase) und Trennung der Stränge (Helikase).
- Spezielle Proteine stabilisieren die Einzelstränge.
- Primer (kurze RNA-Stücke von der Primase hergestellt) setzen am 3’-Ende der Einzelstränge an.
- Elongation: DNA-Polymerase verlängert die Stränge, arbeitet von 5’- zu 3’-Richtung.
- Am Leitstrang erfolgt die Synthese kontinuierlich, am Folgestrang diskontinuierlich (Okazaki-Fragmente).
- Primer werden entfernt und durch DNA ersetzt, Ligase verknüpft die Fragmente.
- Termination: Bei Eukaryoten endet die Replikation an den DNA-Enden, bei Prokaryoten an spezifischen Abschnitten.
Zusammenfassung
- Die DNA-Replikation ermöglicht die identische Verdopplung des Erbguts vor jeder Zellteilung.
- Wichtigste Enzyme: Topoisomerase, Helikase, Primase, DNA-Polymerase, Ligase.
Key Terms & Definitions
- Mitose — Zellteilung bei Eukaryoten.
- Semikonservative Replikation — Jeder neue DNA-Doppelstrang besteht aus einem alten und einem neuen Einzelstrang.
- Primer — Kurze RNA-Stücke, die als Startpunkt für die DNA-Synthese dienen.
- Okazaki-Fragmente — Kurze DNA-Stücke des Folgestrangs bei diskontinuierlicher Synthese.
- Ligase — Enzym, das Lücken zwischen Okazaki-Fragmenten schließt.
Action Items / Next Steps
- Ablauf der DNA-Replikation auswendig lernen.
- Enzyme der Replikation und ihre Aufgaben zusammenfassen.
- Unterschiede zwischen Leitstrang- und Folgestrangsynthese wiederholen.