2.2 Replikation

2.2.1 Grundprinzip der DNA-Replikation

WATSON und CRICK haben nicht nur das Doppelhelixmodell aufgestellt, sondern quasi nebenbei auch noch gleich den Replikationsmechanismus entdeckt - berühmtes Zitat aus ihrer spektakulären Veröffentlichung in Nature:

  • "It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material."

Alles verstanden? Sonst kommt hier die Übersetzung:

  • "Es ist unserer Aufmerksamkeit nicht entgangen, dass die spezifische Basenpaarung, die wir postuliert haben, auch sofort einen möglichen Kopiermechanismus für das genetische Material beinhaltet".


Zum Thema Replikation können Sie von mir auch einen Satz von 12 Folien und 5 Arbeitsblätter erhalten. Einzelheiten hier.

Betrachten wir nun den Aufbau der DNA in einem sehr stark vereinfachtem Schema:

Die Doppelhelix ist bereits "entwunden", so dass die beiden Einzelstränge streng parallel verlaufen. Die grauen Gebilde symbolisieren das DNA-Rückgrat, das ja aus Desoxyribose-Molekülen sowie Phosphat-Gruppen besteht, die sich regelmäßig abwechseln. Im Innern der Leiter erkennt man die vier DNA-Basen, die hier schön bunt und in Komplementärfarben (rot/grün bzw. gelb/blau) gezeichnet sind. Ein Adenin (blau) paar sich immer mit einem Thymin (gelb), und ein Guanin (rot) immer mit einem Cytosin (grün).

Wir sehen hier, wie ein Enzym ankommt und den DNA-Doppelstrang aufschneidet. Irgendwie erinnert das an einen Reißverschluss. Oberhalb des Enzyms ist die Doppelhelix noch intakt, die Einzelstränge werden durch die H-Brücken zusammen gehalten. Da, wo das Enzym vorbeigekommen ist, existieren die H-Brücken nicht mehr, und die DNA-Stränge lösen sich voneinander. Die Basen verlieren ihre komplemtären Bindungspartner.

Die ständig im Zellplasma herum diffundierenden Nucleotide A, T, G und C setzen sich nun an die frei gewordenen Basen. An ein freies C setzt sich ein G-Nucleotid, an ein freies A ein T-Nucleotid und so weiter. An sich würde dieser Vorgang Jahre dauern, wenn er nicht durch bestimmte Enzyme wahnsinnig beschleunigt würde. Aber um diese Enzyme kümmern wir uns später; sie sind auch noch nicht in das Schema eingezeichnet.

Die drei Abbildungen der DNA finden Sie übrigens auch auf den Folien des Foliensatzes zur DNA-Replikation (siehe oben).

(C) Ulrich Helmich, September 2008





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