Ablauf der DNA-Replikation an einer Replikationsgabel

Während der  -Phase des Zellzyklus wird die DNA der Zellen verdoppelt.
Aus  -Chromosomen werden dabei Zweichromatid-Chromosomen mit zwei   Chromatiden.

Die DNA-Doppelhelix wird mit Hilfe des Enzyms ②     und in zwei Einzelstränge zerlegt. Dabei werden die   zwischen den komplementären Basen getrennt.

⚕ Ein Defekt der Helikase kann z.B. zur Progerie (Werner-Syndrom) führen.

Die entstandene Torsionsspannung wird mit Hilfe des Enzyms ①   verringert, durch vorübergehende Durchtrennung und erneute Ligation der Helix.

⚕ Topoisomerase-Hemmer sind daher wirksame Zytostatika in der Krebstherapie!

Die beiden Eltern-DNA-Einzelstränge dienen als Vorlage (engl.:  ), an die mit Hilfe des Enzyms ⑤   komplementäre  -Nukleotide in  -Richtung angelagert werden.

⚕ Ein Defekt der DNA-Polymerase(n) kann z.B. zur Ophtalmoplegia führen und allgemein das Risiko erhöhen, an Krebs zu erkranken.

Bevor dies geschieht, muss aber das Enzym ③   mehrere ④  -Nukleotide anlagern, um so geeignete Startstellen für das Enzym ⑤   zu schaffen, die sogenannten ④  .

Der eine Tochterstrang, der sogenannte ⑨   wird in Richtung der Replikationsgabel synthetisiert. Da das Enzym ⑤   DNA-Stränge grundsätzlich nur in 5'-3'-Richtung wachsen lassen kann, geschieht diese Synthese  .

Der zweite Tochterstrang, der sogenannte ⑧   wird in der Gegenrichtung synthetisiert. Dies ist notwendig, da die beiden Elternstränge antiparallel sind und das Enzym ⑤   nur in 5'-3'- Richtung arbeiten kann.

Dieser zweite Strang wird in Form kurzer Bruchstücke synthetisiert, den sogenannten ⑥  . Nach dem Entfernen der Primer müssen diese miteinander zu einem durchgängigen Strang verbunden werden. Dies übernimmt das Enzym ⑦  . Die Enzymgruppe der   spielt auch eine wichtige Rolle in der Gentechnik!

 
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