Prüfungs-Trainer Genetik

3. Replikation der DNA (S. 36-37)

Vererbung beruht auf der Replikation der DNA-Doppelhelix gelernt (Campbell S. 99)

• Grundvoraussetzung für Wachstum und Vermehrung: Teilung von Zellen
• dabei Weitergabe der genetischen Information (in Form von DNA)
• Verdoppelung der DNA und Verteilung auf die Tochterzellen

3.1 Grundschema der Replikation

Bei der Replikation dienen vorhandene DNA-Stränge durch Basenpaarung als Matrizen für neue komplementäre Stränge gelernt (Campbell S. 345)

Replikation

• Verdopplung der DNA durch Erzeugung identischer Kopien
• erfolgt semikonservativ, semidiskontinuierlich und simultan
• komplementäre Basenpaarungen müssen fehlerfrei erfolgen (A mit T und G mit C)
• Enzyme arbeiten nur in einer Richtung entlang der Matrix und können Strang nur verlängern, nicht neu beginnen
• Stränge der DNA-Doppelhelix verlaufen antiparallel (entgegenge- setzte Leserichtung)
• entsprechend unterschiedliche Tochterstränge
• Replikation muss mit anderen Prozessen abgestimmt sein mögliche Modelle für die DNA-Replikation
• nach Basenpaarung (AT – 2 Wasserstoffbrücken, GC – 3 Wasserstoffbrücken) ergeben sich drei Möglichkeiten für die Verdopplung der DNA
• dispersives Modell: neue Doppelhelix entsteht aus zufälliger Abfolge von Eltern- und Tochterfragmenten
• konservatives Modell: elterliche Doppelhelix bleibt unverändert erhalten, neue wird vollkommen neu synthetisiert
• semikonservatives Modell: konnte experimentell nachgewiesen werden (s. u.)

3.1.1. Semikonservative Verdopplung

• Auftrennung des elterlichen DNA-Doppelstranges in zwei Matrizenstränge
• zu jedem Synthese eines komplementärer Stranges
• replizierte DNA-Doppelhelix besteht aus jeweils einem Eltern- und einem neuen Tochterstrang
• neue DNA-Doppelhelices sind identisch experimenteller Nachweis der semikonservativen Replikation
• durch Dichtezentrifugation (Meselson-Stahl-Experiment): Ermittlung der Anteile schwerer, halbschwerer und normaler DNA-Doppelhelices mithilfe der 14N/15N-Methode
• durch Autoradiografie: mithilfe von radioaktiv markierten Nucleotiden
• durch Antikörper.uoreszenz: nach Einbau von Bromdesoxyuridin