Replikation

Replikation bezeichnet das Erzeugen einer oder mehrerer Kopien von Informationen, Strukturen oder Prozessen. Der Begriff wird in verschiedenen Fachgebieten verwendet und zielt darauf ab, Verfügbarkeit, Fehlertoleranz oder Verteilung zu erhöhen. In der Biologie beschreibt Replikation vor allem den Prozess der Verdopplung des genetischen Materials vor der Zellteilung.

Die DNA-Replikation ist semi-konservativ: Die beiden Stränge der Doppelhelix dienen als Vorlage für neue Stränge. Replikationsursprünge eröffnen Replikationsgabeln, an denen Enzyme wie Helikase, Primase, DNA-Polymerasen, Prolimerasen und Ligase arbeiten. Der führende Strang wird kontinuierlich synthetisiert, der verzweigte Strang in kurzen Abschnitten (Okazaki-Fragmente). Die Replikation wird durch Kontrollmechanismen gesteuert und durch Proofreading fehlerfrei gehalten, wobei Reparatursysteme auftretende Schäden korrigieren.

In der Informatik bezeichnet Replikation das Kopieren von Daten oder Zuständen über mehrere Knoten oder Standorte hinweg. Ziel sind höhere Verfügbarkeit, bessere Ausfallsicherheit und Lastverteilung. Man unterscheidet synchrone Replikation (Daten werden an allen Knoten bestätigt, bevor eine Operation als abgeschlossen gilt) von asynchroner Replikation (Knoten können verzögert aktualisiert werden). Replikationsmodelle wie Master-Slave oder Multi-Master legen fest, wer schreiben und lesen darf. Konsistenzmodelle reichen von starker Konsistenz bis hin zu eventual consistency; Konflikte bei parallelen Änderungen werden mit Protokollen wie Zwei-Phasen-Commit, Paxos oder Raft gelöst. Replikation ist zentral in verteilten Datenbanken, Dateisystemen und Cloud-Diensten, da sie Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und geografische Verteilung unterstützt.

Zusammengefasst umfasst Replikation damit sowohl biologische als auch technische Prozesse zur Erzeugung von Kopien und deren Koordination.