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WasDNA ReplikationWas das ist und wie es funktioniert, können Sie in unserem Artikel nachlesenVideo!
Inhalt
- Was ist DNA-Replikation?
- Der Prozess der DNA-Replikation
- Einleitung
- Verlängerung
- Beendigung
- Abstrakt
Was ist DNA-Replikation?
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(00:13)
sterbenDNA Replikationist die Vervielfältigung der DNA der Zelle. Das ist speziell für sieMitoseichMejozawichtig, da sich dabei Zellen teilen. Und da jede neue Zelle ihre eigene DNA benötigt, muss sie sich auch teilen. Die DNA wird vervielfältigt, sodass die resultierenden Zellen nicht nur Teile des genetischen Materials enthalten. DurchDNA-DuplikationJede Zelle ist mit der vollständigen genetischen Information ausgestattet.
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Da die DNA in aDoppelhelixWenn alles arrangiert ist, muss es zuerst erledigt werdenherausreißenund dann um zwei Uhreinzelne Drähteunterteilt werden. Dann kann jeder einen Doppelstrang bildenhinzugefügtEs entstehen zwei identische DNA-Doppelstränge.
Definition der DNA-Replikation
Bei der DNA-Replikation handelt es sich um den Prozess der Verdoppelung der DNA in einer Zelle. Es liegt indrei Phasenanstatt:Einleitung, Erneuerung und Beendigung. Die DNA-Replikation ist besonders wichtig für Mitose und Meiose, da jede neue Zelle vollständige DNA benötigt.
Der Prozess der DNA-Replikation
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(00:24)
Die DNA-Replikation findet im stattein paar Schritteaußerhalb von dirdrei Phasenkann klassifizieren:
- Einleitung:Die DNA-Replikation beginnt. Aber sie mussDNK entferntichDoppelsaite Aufteilungwerden. Dies geschieht durch EnzymeTopoisomeraseichHelikazanstatt. EnzymPrimzahldann hängt esGrundierung, also Ausgangsmoleküle. Jetzt kann die eigentliche Replikation beginnen.
- Verformung:Beide Einzelketten nutzen das EnzymDNA-PolymeraseJetzt sind die Bausteine der DNA (Nukleotid) in Richtung 5'→3'hinzugefügt. Dies geschieht kontinuierlich am führenden Strang und diskontinuierlich am nacheilenden Strang, der Okazaki-Fragmente enthält. DerAnfänger werdenpo nukleotidimaersetzenund allesStücke von DNAaus EnzymenLigaza zusammengebunden.
- Beendigung:VonDer Prozess endetwenn zwei Replikationsgabeln aufeinandertreffen (Eukaryoten) oder Enzyme auf eine Stoppsequenz treffen (Prokaryoten).
Wenn:Die DNA-Replikation findet während stattCelcyclus weg. Dabei handelt es sich um einen Prozess, bei dem alle Zellbestandteile verdoppelt werden (Zellteilung).
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Einleitung
Während des TagesEinleitung wird zur DNAherausreißen,AufteilungichLieferung mit Grundierung. Mehrere Enzyme sind beteiligt:
- Topoisomerase:Wickeln Sie die spiralförmige DNA ab
- Hubschrauber:Es zersetzt den DNA-Doppelstrang
- erhält:Verbindet Primer mit einzelnen Strängen
DNA abwickeln
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(00:45)
Im ersten Schritt der DNA-Replikation muss die DNA von ihrer ursprünglichen Spiralform in eine offene „Strickleiter“-Form überführt werden. Für diese Entwindung der DNA ist das Enzym verantwortlichTopoisomeraseverantwortlich.
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Es liegt nun ein unverdrillter DNA-Doppelstrang vor.
Den Doppelstrang aufteilen
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(01:04)
Nach dem Abwickeln spaltet sich der DNA-Doppelstrang in zwei Einzelstränge. Hierzu wird ein Enzym verwendetHelikazes wurde verwendet. Helikase spaltet Wasserstoffbrückenbindungen zwischen gegenüberliegenden Basen des Doppelstrangs wie ein Reißverschluss. Der resultierende Y-förmige Punkt wird genau das tunReplikationsgabelgenannt.
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Durch die Spaltung entstehen zwei einzelne DNA-Stränge, die dann getrennt werdenzwei neue DoppeldrähteKann hinzugefügt werden.
Primer bestätigen
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(01:24)
Um anzuzeigen, wo im nächsten Schritt mit der Verdoppelung begonnen werden soll, benötigen die einzelnen Stränge Startpunkte. Dies ist die Aufgabe von HerrnPrimzahl. Dabei entsteht am 3‘-Ende des jeweiligen Einzelstrangs ein Initialmolekül, ein sogenannter Primer.
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Wenn: Beispiele sind RNA-Stücke, die nur aus wenigen Nukleotiden bestehen.
Verlängerung
sterbenVerlängerung ist die Phase, in der zweieinzelne Drähte— voreilender und nacheilender Strang —zu Doppelthreads hinzugefügtwerden. Es sind drei draufEnzymesehr wichtig:
- Polymerase:Fügt einem einzelnen Strang Nukleotide hinzu
- Ribonuklease H:Entfernt Initialen aus einer Zeichenfolge
- Ligaza:Es verbindet DNA-Teile miteinander
Achtung: Die Fertigstellung von Einzelsträngen zu Doppelsträngen braucht Zeitwichtiges Bündelund der CodeDie nächste Zeile ist andersweg! Die Polymerase kann nur in der 5'→3'-Richtung wirken.
Beendigung einzelner Threads
Sobald sich der Doppelstrang in zwei Einzelstränge aufspaltet, kann die DNA beginnen, sich selbst zu duplizieren. Das Enzym bindet nun an die PrimerDNA-Polymerase An. Polymerase ergänzt den einzelnen DNA-Strang mit Bausteinen. An die Nukleotide eines Strangs bindet das Enzym weitere Nukleotide an. Zusammengehörige, also komplementäre Nukleotidbasen verknüpfen sich immer miteinander (Adenin und Thymin/Uracil, Cytosin und Guanin).
Es ist wichtig:Die Polymerase kann nur am 3'-Ende des Primers neue Nukleotide hinzufügen. Es funktioniert also immer aus der 5'→3'-Richtung. Dies führt zu einem Unterschied in der Duplizierung beider Threads.
Zusätzlich zum führenden Strang
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(01:49)
Ein Strang, in dem die DNA-Polymerase in die gleiche Richtung wie die Helikase wirkt, wird als a bezeichnetwichtiges Bündel.
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Im Leitstrang ist das 3'-Ende des Primers der Replikationsgabel zugewandt. Mit dieser cleveren Ausrichtung kann die DNA-Polymerasenur kontinuierlichauf einem Doppelfadenergänzen. Sie sprechen von kontinuierlicher Replikation.
Ende der nächsten Zeile
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(02:51)
Vervielfältigung des sogenanntenSekundärstranges fließt anders. Obwohl die DNA-Polymerase hier nur in der 5'→3'-Richtung wirken kann, verläuft die Kette selbst in der 3'→5'-Richtung.
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Um dieses Problem zu umgehen, wird die Vorrangstellung in kleinen Intervallen festgelegtimmer neue Beispielein einem einzelnen Thread. DNA-Polymerase kann daran binden und Nukleotide hinzufügen. Dies geschieht am nächsten Strang in entgegengesetzter Richtung der Helikase, Stück für Stück, Beispiel für Beispiel. Und Sie nennen esdiskontinuierliche Replikation.
Die resultierenden kleinen Stücke werden RNA-Primer und DNA-Abschnitte genanntOkazaki-Fragmente.
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Jetzt tritt das Enzym an die Stelle der verbleibenden Primer-RNA-NukleotideRibonuklease H(RNase H) wird verwendet. Es entfernt RNA-Primer, sodass eine andere DNA-Polymerase Teile von DNA-Nukleotiden ersetzen kann. Abschließend wird das Enzym zugegebenLigazaEinzelne Komponenten werden auf dem nächsten Strang zu einem vollständigen DNA-Strang zusammengefügt.
Beendigung
sterbenBeendigung ist die letzte Stufe der DNA-Replikation. Nachdem die Einzelstränge wieder zu den Doppelsträngen hinzugefügt wurden,endetReproduzieren.
AlEukaryoten, DieKernwesen, dafür ist es daSignal ist nicht notwendig. Der Vorgang endet automatisch, wenn das Ende des DNA-Strangs erreicht ist oder wenn eine Replikationsgabel auf eine andere trifft.
Anders ist es mitProkaryoten, also Lebewesen ohne Zellkern. Hier endet die GenomreplikationStoppsequenz(gerissenes Seil).
Abstrakt
DNA-Replikation – das Wichtigste
- Die DNA-Replikation erfolgt in drei Phasen:Einleitung, Erneuerung und Beendigung. Die DNA entfaltet sich und teilt sich. Primer wurden hinzugefügt, gefolgt von den entsprechenden Nukleotiden. Am Ende befinden sich zwei identische DNA-Doppelstränge. Bei Tieren und Pflanzen (Eukaryonten) werden mehrere Replikationsvesikel gebildet und verschmelzen miteinander. Im Gegensatz dazu verläuft die Replikation bei Bakterien und Archaeen (Prokaryoten) vom Replikationsbeginn bis zum Replikationsende.
- Die DNA-Replikation ist für die Kern- und Zellteilung von wesentlicher Bedeutung. Denn durch die Vervielfältigung des Genoms kann jede neue Zelle eine Kopie der DNA erhalten. Ohne Replikation würde die DNA von Zellteilung zu Zellteilung kleiner werden.
- AlEukaryoten und ProkaryotenDie DNA-Replikation erfolgt unterschiedlich. Beispielsweise stoppt der Prozess bei Eukaryoten automatisch, sobald das Ende der DNA oder einer anderen Replikationsgabel erreicht ist, während bei Prokaryoten ein Stoppsignal erforderlich ist.
Jetzt haben Sie in einem einfachen Wörterbuch gelernt, wie der Prozess der DNA-Replikation aussieht. Schauen Sie sich unsere anVideo zur DNA-ReplikationVertiefen Sie Ihr Wissen über Replikation und lernen Sie den Unterschied zwischen semikonservativer und konservativer Replikation kennen!
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FAQs
DNA-Replikation einfach erklärt • Ablauf, Schritte? ›
Die DNA-Replikation findet in drei Phasen statt: Initiation, Elongation und Termination. Dabei wird die DNA entwunden und gespalten. Es werden Primer und anschließend die passenden Nukleotide ergänzt. Zum Schluss liegen zwei identische DNA-Doppelstränge vor.
Was ist eine Replikation einfach erklärt? ›Unter der Replikation versteht man die identische Verdopplung der DNA. Durch diesen Prozess kann die Erbinformation der Zelle an die nächste Zellgeneration weitergegeben werden.
Warum läuft die DNA-Replikation nur in 5 '- 3 '- Richtung ab? ›DNA Polymerase und Helikase arbeiten hier also in eine entgegengesetzte Richtung. Doch es gibt eine Lösung: Die Primase (RNA Polymerase ) fügt immer weiter Primer an den Folgestrang an. Dadurch kann die DNA Polymerase also immer wieder von 5′ zu 3′ Richtung arbeiten (5′ → 3′).
Wo läuft die Replikation der DNA ab? ›Die Replikation oder Reduplikation der DNA findet bei Eukaryoten natürlicherweise im Rahmen der Zellteilung (Mitose) statt, und zwar während der S-Phase (Synthese-Phase), kurz bevor sich die Zelle teilt.
Warum Synthese in 3 '- 5 Richtung? ›Am 3' Ende des Primers beginnt die DNA Polymerase mit der Synthese von komplementären Basen, wodurch ein neuer DNA Doppelstrang entsteht. Jedoch kann die DNA Polymerase nur von 5' nach 3' ablaufen. Das führt dazu, dass am antiparallelen Strang (3' nach 5') die Synthese in entgegengesetzter Richtung ablaufen muss.
Wie läuft die Replikation ab? ›Die DNA-Replikation dient dazu, die DNA einer Zelle vor jeder Mitose oder Meiose zu verdoppeln. Sie wird also dazu benötigt, die Erbinformationen an jede neue Zelle weiterzugeben. Sonst würde die DNA bei jeder Zellteilung immer kürzer werden, bis sie irgendwann nicht mehr vorhanden ist.
Was ist ein DNA für Kinder erklärt? ›Die DNA ist aus wenigen Einzelteilen aufgebaut. Man kann sie sich wie eine verdrehte Strickleiter vorstellen. Außen hat sie zwei Stränge, die sich wie bei einer Schraube umeinander drehen und an denen die „Sprossen“ der Leiter befestigt sind. Die Sprossen enthalten die eigentliche Information, man nennt sie „Basen“.
Was bedeutet 3 Strich und 5 Strich? ›Die Bezeichnungen 3' und 5' beziehen sich dabei auf die C-Atome der Pentosen, die von eins bis fünf durchnummeriert sind. Dabei steht ' für C-Atom. Daher hat ein DNA-Strang immer ein 3'- und ein 5'-Ende.
Wie lange dauert die Replikation der DNA? ›Während der Mitose wird die duplizierte DNA der Zelle getrennt und auf zwei identische Tochterzellen verteilt. Dieser Vorgang dauert ungefähr eine Stunde.
Was passiert wenn die Replikation nicht funktioniert? ›Die Replikation oder Transkription kann beeinträchtigt werden. Häufig bewirken die Schäden Mutationen (bleibende Veränderungen des genetischen Materials). Die wichtigsten Schäden sind: Replikationsfehler , die trotz Fehlerkorrektur durch die DNA-Polymerase auftreten.
Was macht der Primer bei der DNA-Replikation? ›
Primer werden benötigt, wenn ein Stück DNA vervielfältigt werden soll (Replikation). Sie zeigen an, wo die Vervielfältigung beginnen soll. Das eigentliche Kopieren der DNA erfolgt durch das Enzym DNA-Polymerase, das an den Primer andockt.
Wie lautet die Reihenfolge auf dem komplementären Strang? ›Diese Basenpaare werden auch als komplementäre Basen bezeichnet. Lautet also die Basenreihenfolge auf der linken Seite bei vier aufeinander folgenden „Strickleiterstufen“ Cytosin, Adenin, Guanin, Thymin, so ergibt sich folgender Aufbau komplementärer Basen: Cytosin – Guanin. Adenin – Thymin.
Warum heißt es 5 Ende? ›Kodierende Stränge werden 5'→3' aufgeschrieben, entsprechend der Leserichtung der Ribosomen bei der Translation. Dadurch ist das 5'-Ende "vorn" und das 3'-Ende "hinten". 5'- und 3'-Ende dienen auch als Begriffe zur Kennzeichnung der Orientierung von Genen.
In welche Richtung liest man die DNA? ›Gelesen wird die Codesonne von innen nach außen: Im Zentrum der Sonne startet man mit dem ersten Buchstaben des genetischen Codes, also A, C, G, oder U - Uracil, da es sich hier um die RNA-Sequenz handelt.
Welches Enzym entfernt die Primer? ›Bei Prokaryoten werden die bei der Replikation auftauchenden Primer durch 3'-5'Exonukleaseaktivität der Polymerase I oder durch die RNAse H entfernt. In eukaryotischen Zellen werden die Primer durch verdrängende DNA-Synthese der die Polymerase δ und Restriktion durch die Flap-Endonuklease entfernt.
Was versteht man unter Replikation der DNA? ›Die DNA Replikation ist der Vorgang, bei dem die DNA einer Zelle verdoppelt wird. Sie findet in drei Phasen statt: Initiation, Elongation und Termination. Die Verdopplung der DNA ist besonders für die Mitose und Meiose wichtig, da jede neue Zelle die vollständige DNA benötigt.
Was ist der Unterschied zwischen Transkription und Replikation? ›Bei der Replikation verbleibt die DNA-Kopie im Zellkern bzw. bei Prokaryoten (die ja keinen Zellkern haben) in der Nähe der alten DNA. Bei der Transkription dagegen wandert die neu synthetisierte RNA in das Zellplasma, wo sie sich mit Ribosomen zusammenlagert.
Was ist Replikation in der Psychologie? ›Lexikon der Psychologie Replikation
Replikation, die Wiederholung einer Untersuchung. Replikationsstudien dienen der Überprüfung eines Befundes, werden häufig von anderen Forschern vorgenommen, gelegentlich aber auch vom gleichen Forscher wiederholt.
Im Rahmen der Transkription wird DNA zu mRNA umgeschrieben und aus dem Zellkern zu den Ribosomen gebracht. Die Transkription ist damit wichtiger Teil der Proteinbiosynthese. Demgegenüber wird bei der Replikation eine Verdopplung der Desoxyribonukleinsäure angestrebt.