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Lexikon Biologie

Reduplikation

DNA-Replikation (DNA-Reduplikation): Die Verdopplung des genetischen Code, die den molekularen Mechanismus für die vollständige Weitergabe der Erbinformation von Generation zu Generation darstellt. Vor jeder Zellteilung, der eine Verdopplung der Chromosomen vorausgeht, muss eine genaue Kopie des genetischen Code erstellt  werden. Die DNA besitzt die Fähigkeit, sich identisch zu replizieren. Hierzu wird die als Doppelhelix vorliegende DNA am sog. Replikationsursprung durch Enzyme (Helicasen und Topoisomerasen) entdrillt und aufgespalten. Es bildet sich eine Replikationsgabel, die durch Einzelstrangbindungsproteine stabilisiert wird. An den entstandenen Einzelstrangabschnitten werden mithilfe der Primase kurze komplementäre RNAMoleküle (RNA-Primer) synthetisiert, die durch DNA-Polymerasen unter Anlagerung von  Nucleinsäurebausteinen, den Desoxyribonucleosidtriphosphaten, verlängert werden, wodurch sich neue komplementäre Partnerstränge ausbilden. Die neu entstandenen Doppelstränge enthalten je einen ursprünglichen elterlichen und einen neu synthetisierten Strang (semikonservative Replikation). Dabei gewährleistet die komplementäre Basenpaarung bei der Verdopplung der DNA eine genaue Kopie der Ausgangs-DNA. Die DNA-Polymerasen können nur in einer Richtung, vom 5'- zum 3'-Ende, synthetisieren. Da in der Replikationsgabel jedoch einer der beiden Stränge in umgekehrter Richtung wachsen muss, werden an diesem Strang (Folgestrang) zunächst kurze Stücke, sog. Okazaki-Fragmente synthetisiert, die anschließend durch eine DNA-Ligase zu einem vollständigen Strang verknüpft werden. Am Leitstrang  gleitet die DNA-Polymerase in Wanderungsrichtung der Replikationsgabel entlang und synthetisiert kontinuierlich den neuen Strang. Die bei diesen Vorgängen zwangsläufig  auftretenden Fehler durch falsch eingebaute Nucleotide können sich als Mutationen manifestieren, werden aber in den allermeisten Fällen durch molekulare Reparaturmechanismen wieder behoben.

Reduplikation - Abbildung 1
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