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Replikationsgabel einfach erklärt

Als Replikationsgabel wird die Aufteilung der DNA bei der Zellteilung bezeichnet. Halten Sie sich die Vorgänge die bei der DNA ablaufen an Beispielen vor Augen, dann sind die Vorgänge leicht zu verstehen.

Vereinfachte Darstellung der Replikationsgabel
Vereinfachte Darstellung der Replikationsgabel

Beispiel zur Replikationsgabel

  • In der Zelle liegt nicht einfach ein langer Strang einer DNA, der sich nur zur Replikationsgabel auffalten muss. Es ist ein kleiner verknäulter Klumpen. Das können Sie sich mit zwei Stücken einer Schnur gut vor Augen halten. Verdrillen Sie die beiden Stücke und legen sie diese dann zu einem kleinen Paket zusammen. Sie werden feststellen, dass dieses Paket recht stabil bleibt. Es gibt also eine Kraft, die es zusammenhält.
  • Wenn nun die beiden Schnüre wieder trennen wollen, wie das bei der Replikationsgabel in der Zelle der Fall ist, müssen Sie das Knäuel wieder entwirren. Dabei bemerken Sie schnell, dass sich die Schnüre stärker verdrillen. In der Zelle passiert genau das, die beiden DNA-Stränge verdrillen stärker.
  • Sie müssen nun also eine Gegenkraft aufbringen, dass die Schnüre sich nicht wieder verknäulen und zusätzlich eine Kraft, um die Schnüre zu entdrillen und zu einer Gabel auszuspalten.
  • Erst wenn Sie diese Kräfte, die Ihre Schnur zusammengehalten haben überwunden haben. Können Sie die die beiden Schnüre trennen. Die Vorgänge werden in der Zelle durch die Enzyme Topoisomerase und Helikasen ausgelöst.

Vorgänge bei der Replikation

  • Auf diese Art spalten sich also die Doppelstränge, in zwei Einzelstränge auf. Diese Einzelstränge an der Replikationsgabel dienen als Vorlage (Matrize) um das jeweils fehlende Gegenstück zu ergänzen.
  • Das Enzym Helikase spaltet den Strang zur Replikationsgabel es sind dann zwei auseinander laufende DNA-Einzelstränge vorhanden.  In diesem Bereich markiert ein RNA-Primer den Startpunkt zur DNA-Neusynthese. An diese RNA-Moleküle werden nacheinander die passenden Nukleotide angehängt. Es entstehen 2 neue vollständige DNA-Stränge.
  • Die beiden Einzelstränge sind nicht identisch, denn jeder Strang ist ja die Ergänzung zum anderen. Sie werden daher als Leitstrang und als Folgestrang bezeichnet. Wenn Sie eine Schnur, die rot-blau-grün-gelb-weiß-schwarz gestreift ist, in zwei Teile schneiden, können Sie aus jedem Teil eine neue Schnur rekonstruieren.
  • Aufgrund der besonderen Struktur der Moleküle kann die Anlagerung der Nukleotide nur in einer Richtung erfolgen. Am Hauptstrang werden die neuen Nukleotide direkt an die Stränge der sich aufspaltenden Replikationsgabel angelagert, also fortlaufen und am Folgestrang immer stückweise entgegengesetzt. Um bei dem Beispiel der bunten Schnur zu bleiben, wenn Se wissen, dass die Farbfolge "rot-blau-grün-gelb-weiß-schwarz" ist und die Schnur hinter Grün getrennt wird, können Sie einfach "-gelb-weiß-schwarz" an den Teil rot-grün-blau anlegen. Sie können aber nicht einfach "rot-blau-grün" an den Rest "-gelb-weiß-schwarz" anlegen, die müssen rückwärts vorgehen, als erst grün, dann blau und danach rot anfügen.

Das sind die Vorgänge an der Replikationsgabel vereinfacht dargestellt.

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