Wie läuft die Replikation der DNA ab?

Die Replikation der DNA ist der Prozess, bei dem eine Zelle ihre DNA verdoppelt, damit bei der Zellteilung jede Tochterzelle eine vollständige Kopie des Erbguts erhält. Der Ablauf lässt sich in mehrere Schritte gliedern:

1. **Initiation**:
Die Replikation beginnt an bestimmten Stellen der DNA, den sogenannten Origins of Replication. Enzyme wie die Helicase entwirren und öffnen die Doppelhelix, sodass zwei Einzelstränge entstehen.

2. **Primer-Synthese**:
Die Primase (eine RNA-Polymerase) synthetisiert kurze RNA-Primer, die als Startpunkt für die DNA-Synthese dienen.

3. **Elongation**:
Die DNA-Polymerase bindet an den Primer und beginnt, neue DNA-Nukleotide an den Einzelstrang anzulagern. Die Synthese erfolgt immer in 5'-zu-3'-Richtung.
- Am Leitstrang (Leading Strand) läuft die Synthese kontinuierlich.
- Am Folgestrang (Lagging Strand) erfolgt sie diskontinuierlich in kurzen Stücken, den sogenannten Okazaki-Fragmenten.

4. **Primer-Entfernung und Lückenfüllung**:
Die RNA-Primer werden entfernt und durch DNA ersetzt. Das Enzym DNA-Polymerase I übernimmt diese Aufgabe bei Prokaryoten.

5. **Verknüpfung der Fragmente**:
Die DNA-Ligase verbindet die Okazaki-Fragmente zu einem durchgehenden Strang.

6. **Korrekturlesen (Proofreading)**:
Viele DNA-Polymerasen besitzen eine Korrekturlesefunktion, die Fehler während der Synthese erkennt und behebt.

Das Ergebnis ist eine exakte Kopie der ursprünglichen DNA, wobei jeder Doppelstrang aus einem alten (Eltern-) und einem neuen Strang besteht (semikonservative Replikation).