Warum gibt es die Replikation?
Das heisst, die vorhandenen Zellen müssen sich teilen, so dass aus einer Zelle zwei werden. Jede dieser Zellen muss aber die gesamte Erbinformation, die DNA, bekommen, sonst ist sie nicht lebensfähig. Dafür muss die DNA vor der eigentlichen Zellteilung verdoppelt werden. Dieser Prozess wird DNA-Replikation genannt.
Warum ist Verdopplung der DNA wichtig?
Vor jeder Mitose und Meiose (Zellteilung) verdoppelt sich die DNA. Dies geschieht, weil aus einer Zellteilung zwei identische Tochterzellen mit vollständigem Chromosomensatz entstehen sollen. Bevor die DNA verdoppelt werden kann, muss der DNA-Doppelstrang getrennt werden.
Welche Funktion hat die DNA Replikation?
Die Körperzellen eines einzigen Menschen unterscheiden sich in ihrer genetischen Information nicht voneinander. Damit eine Zelle sich teilen kann, müssen alle Bestandteile der Zelle im Zuge des Zellzyklus verdoppelt werden. Auch die DNA muss dabei identisch kopiert werden. Diesen Vorgang bezeichnet man als Replikation.
Warum diskontinuierliche Replikation?
Am anderen Strang verläuft die DNA-Polymerase diskontinuierlich, da sie dort nur von der Replikationsgabel weg verknüpfen kann. Die daraus entstandenen Lücken zwischen den vervollständigten Okazaki-Stücken werden von einem bestimmten Enzym , DNA-Ligase, zu einem durchgehenden Strang verbunden.
Warum muss die Replikation des Folgestrangs diskontinuierlich verlaufen?
Folgestrang, lagging strand, der Strang der DNA-Doppelhelix, der während der Replikation von DNA im Unterschied zum Leitstrang nur diskontinuierlich synthetisiert werden kann, weil die beteiligten DNA-Polymerasen DNA-Moleküle nur in 5′-3′-Richtung synthetisieren können.
Was bedeutet diskontinuierliche Replikation?
Die neue Folgestrang-Polymerase synthetisiert den Tochterstrang weiter, bis sie an das 5′-Ende des bereits hergestellten Tochterstrangs stößt. Dann bricht diese Polymerase ebenfalls ihre Arbeit ab. Wegen dieser diskontinuierlichen DNA-Synthese bezeichnet man den Folgestrang oft auch als diskontinuierlichen Strang.
Wie vervielfältigt sich die DNA?
Um die DNA zu vervielfältigen, muss der DNA-Doppelstrang zuerst erhitzt werden bis die Basenpaare auseinandergehen und sich der Doppelstrang in zwei komplementäre Einzelstränge auftrennt. Dies geschieht für einige Minuten bei etwa 96°C. Dieser Prozess wird Denaturierung genannt.
Warum verläuft die Neusynthese von DNA immer von 3 zu 5?
Der Folgestrang (5′-3′-Richtung) bleibt unangetastet. Der Grund dafür ist die Funktionsweise der DNA-Polymerase. Sie kann nur in 3′-5′-Richtung wandern und von 5′-3′ replizieren. Die Polymerase arbeitet rückwärts und muss deswegen immer neu an den DNA-Strang ansetzen und sich von Primer zu Primer arbeiten.
Warum ist eine freie 3 OH Gruppe bei der DNA Synthese notwendig?
Zur DNA-Synthese durch die DNA-Polymerasen ist jedoch eine freie 3′-OH-Gruppe erforderlich, da die Polymerasen nicht imstande sind, das freie 3′-OH-Ende zu produzieren, an das weitere Nucleotide angeknüpft werden können. Die Synthese der Primer-RNA erfolgt durch eine spezifische RNA-Polymerase, die Primase.
Welcher ist der Folgestrang?
Als Folgestrang bezeichnet man bei der Replikation den DNA-Tochterstrang, der während der DNA-Neusynthese im Gegensatz zum Leitstrang von der DNA-Polymerase nur diskontinuierlich synthetisiert werden kann.
Wie verläuft der Leitstrang?
Als Leitstrang bezeichnet man bei der Replikation den DNA-Tochterstrang, der während der DNA-Neusynthese von der DNA-Polymerase kontinuierlich in 3′-5′-Richtung der DNA-Matrize synthetisiert wird. Der Leitstrang selbst wird dabei komplementär in 5′-3′-Richtung aufgebaut.
Was ist ein Elternstrang?
Bei der Replikation werden immer beide DNA-Elternstränge abgelesen. Als Leitstrang (oder Leading Strand) bezeichnet man den DNA-Tochterstrang, welcher in 5′-3′-Richtung neu synthetisiert wird. Den anderen Tochterstrang bezeichnet man als Folgestrang (oder Lagging Strand).
Was sind Okazaki Fragmente einfach erklärt?
Okazaki-Fragment heißt in der Molekularbiologie einer der während der DNA-Replikation entstehenden kurzen Abschnitte des Folgestrangs aus DNA. Bei Prokaryoten ist ein solches Fragment 1000 bis 2000 Nukleotide lang, bei Eukaryoten 100 bis 200.
Was machen die Okazaki-Fragmente?
Okazaki-Fragment nennt man in der Molekularbiologie einen während der DNA-Replikation entstehenden kurzen Abschnitt des Folgestrangs aus DNA und RNA. In großen Genomen gibt es bei der Replikation der DNA viele Replikationsursprünge (und damit Replikationsgabeln), um so die Geschwindigkeit der Replikation zu erhöhen.
Warum werden Okazaki-Fragmente gebildet?
Das Enzym legt den DNA-Folgestrang in eine Schlaufe. Dies ermöglicht ihr die Replikationsrichtung in eine Gesamtrichtung fortzuführen, obwohl die beiden DNA-Stränge antiparallel verlaufen. Auf dem Folgestrang entstehen dabei die Okazaki-Fragmente.
Was macht die ligase?
Die Ligase verknüpft die DNA-Stränge, sodass sich wieder ein ringförmiges Plasmid ergibt, das anschließend in Bakterienzellen transformiert werden kann. Die am häufigsten verwendeten DNA-Ligasen sind: T4 DNA-Ligase: Sie kann sowohl glatte als auch überhängende Restriktionsenden verknüpfen.
Welche Reaktionen führt die DNA-Ligase durch?
In der Ligase-Reaktion reagiert ATP oder NADP mit der DNA-Ligase zu einem kovalent gebundenen Enzym-AMP-Komplex (Enzym-Adenylat-Komplex); dabei ist AMP über eine Phosphoamid-Bindung an die ε-Amino-Gruppe eines Lysin-Restes des Enzyms gebunden.
Welche Reaktion katalysiert die DNA-Ligase?
Eine DNA-Ligase beispielsweise kittet Brüche in DNA-Molekülen und nutzt dabei entweder die Energie von ATP (Eukaryonten, Phagen T4 und T7) oder von NAD+ (E. coli). Sie katalysieren Kondensationsreaktionen, immer jedoch unter Ausnutzung einer Energiequelle wie zum Beispiel ATP oder GTP.
Was macht ein restriktionsenzym?
Restriktionsenzyme, auch Restriktions-Endonukleasen, erkennen spezifische DNA Sequenzen und schneiden die DNA dann direkt an der Erkennungsstelle oder in einem definierten Abstand (siehe auch Typen von Restriktionsenzymen).