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Schritte der DNA-Replikation im Detail betrachtet

Autor: Tobias Betz

Sie ist der genetische Träger des Erbmaterials. Die DNA oder auch DNS bestimmt, ob man grüne, blaue oder braune Augen bekommt, wie groß man wird, welche Hautfarbe man hat. Auf ihr liegen sämtliche Merkmale der physischen Beschaffenheit, teilweise aber auch der psychischen Eigenschaften. Die Replikation des Erbmaterials ermöglicht die Vervielfältigung der Zelle in mehreren Schritten.

DNA-Doppelhelix: Träger des genetischen Ergutes
DNA-Doppelhelix: Träger des genetischen Ergutes © roedi007 / Pixelio

Allgemeines zur Vervielfältigung des Erbgutes

  • Die DNA ist ein Doppelhelix-Strang, der sich durch die Replikation semikonservativ verdoppelt. Semikonservativ heißt, dass der Doppelstrang in zwei einzelne Stränge getrennt wird und an welchen sich dann zwei neue komplementäre Stränge heften.
  • Durch Wasserstoffbrücken zwischen den Strängen bleiben die Stränge zusammen. Die Wasserstoffbrückenbindungen sind also der Kitt der DNA.

Die Schritte der DNA-Replikation

  • Die Replikation des Erbgutes erfolgt in drei wesentlichen Schritten bzw. Phasen. Diese Schritte erfolgen nur in einer bestimmten Phase der Zellteilung. Bei den tierischen und pflanzlichen Eukaryoten (Zellen mit Kern) findet die Replikation vor der Mitose (indirekte Kernteilung) in der Synthesephase (Replikationsphase) statt.
  • Im ersten Schritt befindet sich die Replikation in der Initiationsphase (Phase 1). Hierbei wird der DNA-Doppelhelix an einer Stelle aufgebrochen. Das aufgespaltene Erbgut wird markiert und es dockt sich eine Polymerase (Enzym) an der Markierung an. Das Aufbrechen erfolgt durch eine Helikase (Enzym), die Markierung durch eine Primase (Enzym).
  • Nun folgt die Elongationsphase (Phase 2). Diese Phase ist entscheidend, da nun das aufgebrochene Erbgut komplementär vervielfältigt wird. Die Synthese erfolgt durch die Bildung eines neuen Stranges, der den alten, nun einzeln vorliegenden Strang umgekehrt „kopiert“. Der Doppelstrang wird also geteilt und die entstandenen Einzelstränge werden wieder zu Doppelsträngen.
  • Zuletzt kommt die Terminationsphase (Phase 3). In diesem Schritt wird die Replikation fertiggestellt. Die Synthese wird beendet und der neue Doppelhelix durch Wasserstoffbrücken (Verbindungen zwischen den Einzelsträngen) stabilisiert.
  • Zwischen den Eukaryoten und den Prokaryoten (Zellen ohne Kern) läuft die Replikation weitgehend äquivalent ab. Unterschiede gibt es nur bei der Komplexität. Denn bei Eukaryoten sind verschiedene Bausteine wie Proteine anders beschaffen.
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