Replikationszeit

Replikationszeit bezeichnet in der Biologie die Zeit, die benötigt wird, um genetisches Material zu verdoppeln. Sie hängt eng mit der Dauer der S-Phase des Zellzyklus zusammen und variiert zwischen Organismen, Geweben und Zelltypen. Allgemein reicht sie von wenigen Stunden bis zu mehreren Stunden; bei schnell teilenden Zellen liegt sie oft im Bereich mehrerer Stunden, während in manchen Mikroorganismen die Zeit deutlich kürzer sein kann. Die Replikationszeit wird durch mehrere Faktoren bestimmt: die Geschwindigkeit der Replikationsgabeln, die Dichte der Replikationsursprünge, die Chromatinstruktur, die Verfügbarkeit von Nukleotiden und Energie sowie Stress, DNA-Schäden oder Konflikte mit der Transkription, die den Prozess verlangsamen können.

In der Genomik wird zudem das zeitliche Replikationsprogramm des Genoms beschrieben: Verschiedene Regionen werden zu Beginn oder gegen Ende der S-Phase repliziert. Dieses Programm korreliert mit Chromatinzustand und Transkriptionsaktivität und hat Auswirkungen auf Genexpression, Mutationsmuster und Genome-Stabilität.

Messmethoden reichen von DNA-Fiber-Analysen zur Bestimmung von Fork-Geschwindigkeiten und Originsdichte bis zu Durchflusszytometrie und zeitlich verteilten Analysen der S-Phase. In der Praxis ist das Verständnis der Replikationszeit relevant für Zellzyklusforschung, Krebsbiologie, Mikrobiologie und Biotechnologie, etwa zur Optimierung von Wachstumsbedingungen oder zur Bewertung der genetischen Stabilität.