Replikationssondierungen

Replikationssondierungen bezeichnet eine Gruppe experimenteller Ansätze in der Molekularbiologie, die darauf abzielen, die Replikation der genetischen Information zu untersuchen. Ziel ist es, Replikationsursprünge, den Verlauf der Replikation, das Replikations-Timing sowie Replikationsstress zu charakterisieren und zu vergleichen.

Grundprinzip ist der Nachweis oder die Markierung neu synthetisierter DNA sowie die Analyse der Struktur der Replikationsintermediates. Häufig werden Nukleotid-Analoga wie BrdU, IdU oder EdU eingesetzt und mittels Immunnachweis oder Click-Reaktion sichtbar gemacht. Gleichzeitig ermöglichen Sequenzierungsansätze die genomweite Kartierung von Replikationsprozessen.

Zu den Methoden gehören NS-seq (nascent strand sequencing) zur Lokalisation von Replikationsursprüngen, Bubble-Seq zur Anreicherung origin-containing DNA, OK-seq und Repli-seq, die das Replikations-Timing genome-wide darstellen oder ableiten. Einzelmolekültechniken wie die DNA-Faser-Analyse ermöglichen die Messung von Fork-Geschwindigkeit und Fork-Progression auf einzelnen DNA-Fasern.

Anwendungen finden sich in der Grundlagenforschung zur Steuerung der Replikation, in der Krebs- und Entwicklungsbiologie sowie in der Mikrobien- und Plasmidforschung. Die Ergebnisse tragen zum Verständnis von Origins-Setzung, Fork-Stabilität, Replikationsstress und Genominstabilität bei.

Typische Einschränkungen umfassen hohen technischen Aufwand, Materialbedarf und potenzielle Verzerrungen durch Labeling oder Fragmentierungsprozesse sowie Unterschiede zwischen Zelltypen und Organismen. Dennoch bilden Replikationssondierungen zentrale Werkzeuge zur detaillierten Untersuchung der DNA-Replikation.