DNA Replikation einfach erklärt! — Transcript

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1. 0:00Unsere Erbinformation, die DNA, muss  vor jeder Zellteilung verdoppelt werden,
2. 0:04um die Informationen an andere Zellen  weiterzugeben. Wie genau die Verdopplung,
3. 0:17Doppelstränge, die um Proteine gewickelt sind, als  Chromosomen vor. Wenn sich unsere Zellen aufgrund
4. 0:23von Wachstum oder Fortpflanzung teilen, muss sich  zuvor auch der Zellkern teilen – das nennt man
5. 0:29Mitose. Vor der Mitose findet die Verdopplung der  DNA, also die DNA-Replikation, statt. Dabei wird
6. 0:36unter Beteiligung vieler Enzyme eine identische  Kopie der ursprünglichen DNA angefertigt.
7. 0:41Es handelt sich um einen semikonservativen  Mechanismus, da jeweils ein Strang der neuen
8. 0:46DNA von der ursprünglichen DNA stammt und  der andere Strang neu synthetisiert wird.
9. 0:52Doch wie verläuft diese Verdopplung genau? Die  schraubenförmige DNA muss zunächst entwunden und
10. 0:57aufgetrennt werden. Das kannst du dir wie das  Öffnen eines Reißverschlusses vorstellen. Die
11. 1:03beiden freigelegten Einzelstränge dienen jeweils  als Vorlage für einen neu herzustellenden Strang.
12. 1:08An jede freigelegte Base kann sich ein passendes  Nukleotid mit komplementärer Base anlagern.
13. 1:16Den Ablauf der Replikation kannst  du in drei Phasen unterteilen:
14. 1:20Initiation, Elongation und Termination.
15. 1:23Beginnen wir mit der Initiation. Hier startet  die Replikation an definierten Stellen,
16. 1:29den sogenannten Replikationsursprüngen.  Zunächst sorgt das Enzym Helikase dafür, dass
17. 1:35der helixförmige Doppelstrang entwindet  wird. Die Doppelhelix wird dabei in
18. 1:42eine leiterähnliche Struktur überführt.  Wichtig: Es handelt sich zunächst weiterhin
19. 1:47um einen Doppelstrang. Anschließend trennt die  Helikase die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen
20. 1:51den Basenpaaren. Es entsteht eine Y-förmige  Struktur, die sogenannte Replikationsgabel. Von
21. 2:01jedem Replikationsursprung aus bewegen sich zwei  Replikationsgabeln in entgegengesetzte Richtungen.
22. 2:06Um die getrennten Einzelstränge  zu stabilisieren, binden sich
23. 2:09spezielle Einzelstrang-bindende Proteine an  die DNA. Damit die Synthese beginnen kann,
24. 2:15werden Primer benötigt. Diese kurzen RNA-Stücke  werden von der Primase hergestellt und an das
25. 2:233'-Ende der Einzelstränge angefügt. Da RNA  statt der Base Thymin die Base Uracil enthält,
26. 2:30muss Uracil nach der Replikation  wieder durch Thymin ersetzt werden.
27. 2:35Nach der Initiation folgt die Elongation, also die  Synthese der neuen DNA-Stränge. Das zentrale Enzym
28. 2:43ist die DNA-Polymerase. Sie fügt neue Nukleotide  an das 3'-Ende des Primers an, da nur dort eine
29. 2:50Verknüpfung möglich ist. Die DNA-Polymerase  arbeitet somit in 5'-zu-3'-Richtung.
30. 2:56Die beiden Einzelstränge verlaufen antiparallel,
31. 2:58also in entgegengesetzter Richtung. Ein Strang,  der sogenannte Leitstrang, ist so orientiert,
32. 3:04dass er kontinuierlich synthetisiert werden  kann. Hier arbeitet die DNA-Polymerase in
33. 3:08dieselbe Richtung wie die Helikase – es  erfolgt eine durchgehende Verlängerung.
34. 3:13Der andere Strang, der Folgestrang, ist  entgegengesetzt orientiert. Dadurch entsteht
35. 3:24eine Lücke, die nur abschnittsweise geschlossen  werden kann. Die Primase setzt immer wieder
36. 3:30neue Primer, sodass die DNA-Polymerase kurze  DNA-Abschnitte synthetisieren kann. Diese kurzen
37. 3:42Stücke nennt man Okazaki-Fragmente. Anschließend  entfernt ein weiteres Enzym die RNA-Primer,
38. 3:48und eine DNA-Polymerase ersetzt die  RNA-Abschnitte durch DNA. Zum Schluss
39. 3:55verbindet das Enzym DNA-Ligase die einzelnen  Fragmente wie eine Art Kleber miteinander.
40. 4:02Nun sind wir bei der Termination, dem Ende  der Replikation, angekommen. Sie ist bei
41. 4:07Eukaryoten und Prokaryoten unterschiedlich  geregelt. Bei linearen DNA-Molekülen der
42. 4:12Eukaryoten endet die Replikation meist  beim Erreichen der jeweiligen Enden.
43. 4:17Prokaryoten mit ringförmiger DNA besitzen  hingegen spezifische Terminus-Sequenzen, die
44. 4:21das Ende der Replikation einleiten.  Diese liegen dem Startpunkt gegenüber.
45. 4:24Fassen
46. 4:28wir zusammen: Unter der DNA-Replikation versteht  man die identische Verdopplung des Erbguts,
47. 4:34die immer vor der Zellteilung stattfindet. Die  DNA-Polymerase verknüpft neue Nukleotide an die
48. 4:39freigelegten Einzelstränge, wodurch ein Leitstrang  und ein Folgestrang entstehen. Hat dir das Video
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