Replikationsprozess

Der Replikationsprozess bezeichnet die Vervielfältigung von genetischem Material, typischerweise die DNA, bevor eine Zelle sich teilt. Dieser Prozess ist fundamental für die Zellteilung und die Weitergabe von Erbinformationen von einer Generation zur nächsten. Die Replikation ist ein hochpräziser und komplexer Vorgang, der in mehreren Phasen abläuft.

Zunächst wird die doppelsträngige DNA-Helix von Enzymen wie der Helikase entwirrt und die Wasserstoffbrücken zwischen den Basenpaaren aufgebrochen, wodurch zwei Einzelstränge entstehen. Diese Einzelstränge dienen dann als Matrizen für die Synthese neuer komplementärer Stränge. Das Schlüsselenzym in diesem Schritt ist die DNA-Polymerase, die Nukleotide entsprechend der Basenpaarungsregeln (Adenin mit Thymin, Guanin mit Cytosin) an die einzelnen Matrizenstränge anfügt. Da die DNA-Polymerase nur in einer Richtung arbeiten kann, verläuft die Synthese an einem Strang kontinuierlich (führender Strang), während sie am anderen Strang diskontinuierlich in kurzen Fragmenten, den Okazaki-Fragmenten, erfolgt (nicht-führender Strang).

Nach der Synthese der neuen Stränge werden die Okazaki-Fragmente durch ein weiteres Enzym, die Ligase, miteinander verbunden. Das Ergebnis ist die Erzeugung von zwei identischen DNA-Doppelhelixen aus dem ursprünglichen Molekül. Jeder der neuen Doppelstränge besteht aus einem alten und einem neuen Strang, ein Prinzip, das als semikonservative Replikation bezeichnet wird. Dieser Prozess stellt sicher, dass jede Tochterzelle bei der Zellteilung eine vollständige und korrekte Kopie des Genoms erhält.