1. Nennen Sie zu jeder Ziffer aus M2 die entsprechenden Fachbegriffe und geben Sie bei den Enzymen zusätzlich deren Funktion an.

  1. Primase, auch RNA-Polymerase genannt (Stellt den Primer her, eine RNA-Sequenz die dafür sorgt, dass die Replikation durch die DNA-Polymerase beginnen kann)
  2. RNA-Primer
  3. DNA-Polymerase (Sorgt dafür dass die komplementären DNA-Nukleotide angeheftet werden können und entfernt RNA-Nukleotide, ersetzt sie durch DNA-Nukleotide)
  4. 3‘-Ende der Synthese, Beginn eines neuen Okazaki-Fragmentes
  5. DNA-Ligase (Verbindet die Okazaki-Fragmente kovalent miteinander zum Folgestrang)
  6. ?
  7. Helikase (löst die Wasserstoffbrückenbindungen, die Replikationsgabel entsteht)
  8. DNA-Polymerase (Sorgt dafür dass die komplementären DNA-Nukleotide angeheftet werden können und entfernt RNA-Nukleotide, ersetzt sie durch DNA-Nukleotide)
  9. Leitstrang (fertig spiralisierte DNA)
  10. Okazaki-Fragment
  11. Nukleosid-Triphosphate (werden komplementär durch die DNA-Polymerase in den DNA-Strang eingebaut)

2. Beschreiben Sie mithilfe von M2 und M3 den Ablauf der Replikation. Begründen Sie dabei, warum die Replikation des Folgestrangs diskontinuierlich erfolgen muss.

Zu Beginn der DNA-Replikation wird die DNA-Matrize durch das Enzym Topisomerase entspiralisiert und mit Hilfe des Enzyms Helikase werden die Wasserstoffbrückenbindungen aufgelöst. Daraufhin bildet sich die Replikationsgabel, aus dem Elternstrang werden die Tochterstränge. Ein Strang wird als Leitstrang, der andere als Folgestrang bezeichnet. Auf dem Leitstrang kann die RNA-Polymerase durch das Anbringen eines komplementäreren Primers beginnen. Ist die RNA angebracht, kann die DNA-Polymerase in Richtung 5‘ zu 3‘ die Nukleotidkette bilden.

Bei dem Folgestrang wird auch der RNA-Primer gesetzt und die DNA-Polymerase baut die Nukleotide in 5‘ zu 3‘ Richtung ein. Jedoch ist das 3‘ Ende zu Beginn und daher muss in Abschnitten gearbeitet werden. Die Abschnitte werden als Okazaki-Fragmente bezeichnet. Es wird ein RNA-Primer gesetzt und der dahinter liegende Platz synthetisiert. Ist die Synthetisierung bis zum Ende abgeschlossen, hat sich schon wieder ein neuer Primer gebildet und die Synthese beginnt bei einem neuen Stück.

Ein spezielles Enzym (RNase H) entfernt die Primer, eine spezielle DNA-Polymerase füllt die entstandenen Lücken. Durch das Enzym DNA-Ligase werden die Okazaki-Fragmente des Folgestranges verbunden. Es entstehen zwei neue DNA-Doppelhelixe.

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