Question 1

Warum wird die DNA-Replikation als semikonservativ bezeichnet?

Accepted Answer

DNS-Replikation ist semikonservativ, weil jede neu gebildete Doppelhelix einen ursprünglichen Vorlagenstrang und einen neu synthetisierten Tochterstrang enthält. Nach der Replikation bewahren die beiden resultierenden DNA-Moleküle jeweils einen elterlichen Strang aus der ursprünglichen Doppelhelix, was die genetische Kontinuität gewährleistet und gleichzeitig neues genetisches Material einbaut.

Question 2

Welche Rolle spielt die Helikase bei der DNA-Replikation?

Accepted Answer

Helikase entwirrt die DNA-Doppelhelix, indem sie Wasserstoffbrücken zwischen den beiden Strängen aufbricht. Diese Trennung erzeugt eine Y-förmige Struktur namens Replikationsgabel, die die Matrizenstränge freilegt, sodass andere Enzyme während der DNA-Synthese auf sie zugreifen und sie kopieren können.

Question 3

Warum sind RNA-Primer für die DNA-Synthese notwendig?

Accepted Answer

RNA-Primer sind unerlässlich, da DNA-Polymerase nur Nukleotide zu einem bestehenden Strang hinzufügen kann; sie kann die Synthese nicht de novo initiieren. Primase fügt jedem Matrizenstrang kurze RNA-Fragmente hinzu und stellt so die 3'-OH-Gruppe bereit, die DNA-Polymerase zum Beginn der Verlängerung des neuen DNA-Strangs benötigt.

Question 4

Wie beeinflusst die Richtung der DNA-Synthese die Bildung von führenden und verzögerten Strängen?

Accepted Answer

DNA-Polymerase synthetisiert nur in der 5' zu 3' Richtung. Der Leitstrang wird kontinuierlich in Richtung der Replikationsgabel synthetisiert. Der Lagging-Strang wächst von der Gabel weg, wodurch die DNA-Polymerase die Synthese wiederholt neu starten muss, was kurze DNA-Fragmente produziert, die als Okazaki-Fragmente bezeichnet werden und durch RNA-Primer getrennt sind.

Question 5

Was passiert mit Nukleotidtriphosphaten, wenn sie dem wachsenden DNA-Strang hinzugefügt werden?

Accepted Answer

Nukleotidtriphosphat reagiert mit der 3'-OH-Gruppe am Ende des wachsenden Stranges. Diese Reaktion setzt Pyrophosphat frei, und die Energie aus dem Brechen von Phosphatbindungen treibt die Bildung einer Phosphodiesterbindung zwischen Nukleotiden an, wodurch diese im DNA-Rückgrat miteinander verknüpft werden.

Question 6

Wie werden Lücken versiegelt, nachdem die DNA-Polymerase RNA-Primer entfernt hat?

Accepted Answer

Nach RNase H oder DNA-Polymerase-Varianten entfernen RNA-Primer und füllen die Lücken mit DNA-Nukleotiden auf, versiegelt das Enzym DNA-Ligase die verbleibenden Lücken. DNA-Ligase katalysiert die Bildung von Phosphodiesterbindungen zwischen dem 3'-OH-Ende eines DNA-Fragments und dem 5'-Phosphat-Ende des benachbarten Fragments.

Question 7

Wie unterscheidet sich die eukaryotische DNA-Replikation von der prokaryotischen Replikation?

Accepted Answer

Eukaryotische Genome sind größer und komplexer, mit mehreren Replikationsursprüngen pro Chromosom, während Prokaryoten einzelne Ursprünge haben. Die eukaryotische Replikation erfolgt mit etwa 100 Nukleotiden pro Sekunde – zehnmal langsamer als die prokaryotische Replikation. Trotz dieser Unterschiede bleiben die wesentlichen enzymatischen Schritte und die Basenpaarung sowie deren Bedeutung bei der DNA-Replikation im Grunde ähnlich.

DNA Replikation

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