DNA Replikation einfach erklärt!
Summary
TLDRIn diesem Video wird die DNA-Replikation erklärt, die vor jeder Zellteilung stattfinden muss. Es wird gezeigt, wie die DNA-Stränge entwunden und getrennt werden, damit eine identische Kopie der DNA erstellt werden kann. Der Prozess wird in drei Phasen unterteilt: Initiation, Elongation und Termination. Wichtige Enzyme wie Helicase und DNA-Polymerase spielen hierbei eine zentrale Rolle. Die Video beschreibt auch die Unterschiede zwischen Prokaryoten und Eukaryoten in der Termination der Replikation. Für mehr kostenlose Videos wird auf die Plattform Komorowski Flix verwiesen.
Takeaways
- 🧬 DNA befindet sich im Zellkern und ist in Form von doppelstrangigem Helix vorliegend.
- 🌟 DNA-Replikation ist ein notwendiger Prozess vor jeder Zellteilung für das Wachstum oder die Fortpflanzung.
- 🔬 Die DNA-Replikation ist ein semi-konservatives Verfahren, bei dem eine Hälfte der neuen DNA von der ursprünglichen stammt und die andere Hälfte neu gebildet wird.
- 🌀 Die DNA-Struktur muss zuerst entwunden und aufgetrennt werden, um die Replikation zu ermöglichen.
- 🚀 Die Replikation beginnt an definierten Stellen, die als Replikationsursprünge bekannt sind.
- 🔄 Die Helix-Struktur wird durch das Enzym Telomerase inspiriert, um eine Strickleiter-Form zu erhalten.
- 🔧 Das Enzym Helicase ist verantwortlich für das Trennen der Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basenpaaren.
- 🧩 Spezielle Proteine binden an die getrennten Stränge, um die Verdoppelung zu stabilisieren.
- 📄 Primer, kurze RNA-Abschnitte, werden von der Primase hergestellt und an das 3'-Ende der Einzelstränge angebracht.
- 🔬 Die DNA-Polymerase ist das Enzym, das neue Nukleotide an die bestehenden Stränge anfügt und in 5'-3'-Richtung arbeitet.
- 🔄 Die Replikation erfolgt in drei Phasen: Initiation, Elongation und Termination.
- 🔄 Die Verlängerung des Light-Strangs erfolgt kontinuierlich, während der Folgestrang diskontinuierlich verlängert wird, was als Okazaki-Fragmente bezeichnet wird.
- 🧩 Primase fügt wieder Primer an den Folgestrang, um die DNA-Polymerase neue Nukleotide an das Ende anlagern zu lassen.
- 🛠️ Enzyme entfernen die Primer und andere DNA-Polymerasen ersetzen die RNA durch komplementäre DNA-Bausteine.
- 🔚 Die DNA-Lücken zwischen den Okazaki-Fragmenten werden geschlossen, um die vollständige Verdoppelung abzuschließen.
Q & A
Wo befindet sich die DNA in einer Zelle?
-Die DNA befindet sich im Zellkern und kommt dort in Form von langen, schraubförmigen Doppelsträngen vor, die als Chromosomen um Proteine gewickelt vorliegen.
Was ist die Bedeutung von DNA-Replikation?
-Die DNA-Replikation ist der Prozess, bei dem die Erbinformationen vor einer Zellteilung verdoppelt werden, um sicherzustellen, dass jede neue Zelle eine identische Kopie der DNA erhält.
Was ist der Unterschied zwischen linearer und ringförmiger DNA?
-Lineare DNA-Moleküle, wie sie bei Bakterien vorkommen, enden oft nur, wenn sie ihre Enden erreichen, während ringförmige DNA-Stränge, wie sie bei Eukaryoten vorkommen, einen definierten Abschnitt haben, der das Ende markiert und gegenüber dem Startpunkt liegt.
Was ist ein Chromosome?
-Ein Chromosome ist eine lange, schraubförmige Doppelstränge, die aus DNA und umwickelten Proteinen besteht und in der Zellkern die Erbinformationen aufbewahrt.
Was ist die Mitose?
-Die Mitose ist der Prozess des Zellkernteilens, bei dem die Chromosomen in zwei identische Hälften aufgeteilt werden, um die Erbinformationen an neue Zellen weiterzugeben.
Wie wird die DNA verdoppelt?
-Die DNA wird durch einen semi-konservativen Mechanismus verdoppelt, bei dem eine Hälfte der neuen DNA von der ursprünglichen DNA stammt und die andere Hälfte neu erstellt wird.
Was ist die Rolle von Helikase während der DNA-Replikation?
-Helikase ist das Enzym, das Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basenpaaren trennt und so die Doppelhelix aufspaltet, um die Einzelstränge für die Replikation verfügbar zu machen.
Was sind Primer und wozu dienen sie?
-Primer sind kurze RNA-Abschnitte, die an das 3'-Ende der Einzelstränge angebracht werden, um die DNA-Polymerase dabei zu unterstützen, neue Nukleotide an die offenen Stränge anzufügen.
Wie unterscheidet sich die Verlängerung des Leading-Strangs vom Lagging-Strang?
-Der Leading-Strand wird kontinuierlich verlängert, während die Polymerase in der gleichen Richtung wie die Helikase arbeitet. Der Lagging-Strang wird diskontinuierlich verlängert, indem Primase wiederholt Primer anfügt, an denen die Polymerase dann neue Nukleotide anlagert.
Was sind Okazaki-Fragmente und wie werden sie verbunden?
-Okazaki-Fragmente sind kurze DNA-Abschnitte, die beim Aufbau des Lagging-Strangs entstehen. Sie werden später durch DNA-Ligase verbunden, die als Kleber fungiert und die Lücken zwischen den Fragmenten schließt.
Wie wird die Replikation beendet?
-Die Replikation endet in der Termination-Phase, bei der die verbleibenden Lücken geschlossen werden und die DNA-Stränge vollständig verdoppelt sind, um die Zellteilung zu ermöglichen.
Outlines
🧬 DNA-Replikation: Grundlagen und Prozess
Dieser Abschnitt erklärt die Notwendigkeit der DNA-Verdopplung vor jeder Zellteilung, um die Erbinformationen weiterzugeben. Es wird beschrieben, dass DNA in den Zellkernen vorkommt, in Form von langen, schraubenförmigen Doppelsträngen, die als Chromosomen um Proteine gewickelt sind. Die DNA-Replikation ist ein Voraussetzung für die Mitose, dem Prozess der Zellteilung. Im Detail wird der semi-konservativ Mechanismus der DNA-Replikation erläutert, bei dem eine neue DNA-Hälfte aus der ursprünglichen stammt und die andere neu gebildet wird.
🌀 Auflösung der DNA-Doppelhelix und Replikationsphasen
Dieser Absatz beschreibt die Auflösung der schraubenförmigen DNA-Helix und die darauf folgende Replikation. Es wird erklärt, dass die DNA-Stränge zuerst entwunden und getrennt werden müssen, um eine Vorlage für neue DNA-Stränge zu schaffen. Der Prozess der DNA-Replikation gliedert sich in drei Phasen: Initiation, Elongation und Termination. In der Initiation-Phase wird die DNA-Helix geöffnet, und Helikasen trennen die Wasserstoffbrücken zwischen den Basenpaaren. Es entsteht eine Y-förmige Replikationsstrecke, die von jedem Replikationsursprung in zwei Richtungen ausbricht.
🔬 Enzymatische Prozesse bei der DNA-Replikation
In diesem Abschnitt werden die enzymatischen Prozesse während der DNA-Replikation detailliert erläutert. Es wird beschrieben, wie das Enzym Helikase die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basenpaaren trennt und wie spezielle Proteine die getrennten Stränge stabilisieren. Die Primer-RNA-Moleküle, die von der Primase hergestellt werden, dienen als Startpunkt für die DNA-Synthese. Die DNA-Polymerase ist das Enzym, das neue Nukleotide an die 3'-End der Einzelstränge anfügt, und arbeitet in 5'-zu-3'-Richtung. Während die Verlängerung des Leading-Strangs kontinuierlich stattfindet, erfolgt die des Lagging-Strangs in diskontinuierlichen Abschnitten, die als Okazaki-Fragmente bekannt sind.
🔚 Abschluss der DNA-Replikation und Behebung von Lücken
Der letzte Absatz beschäftigt sich mit dem Abschluss der DNA-Replikation und der Behebung der Lücken zwischen den Okazaki-Fragmenten im Lagging-Strang. Es wird erklärt, dass Primase neue Primer an die Folgestränge anfügt, um die DNA-Polymerase weiterhin Nukleotide hinzuzufügen zu können. Nach der Entfernung der Primer durch das Enzym DNA-Polymerase wird die RNA durch komplementäre DNA-Bausteine ersetzt, und ein weiteres Enzym schließt die Lücken zwischen den Okazaki-Fragmenten. Der Abschnitt endet mit der Unterscheidung der Termination der Replikation bei linearen und ringförmigen DNA-Molekülen.
Mindmap
Keywords
💡DNA
💡Zellteilung
💡Replikation
💡Mitose
💡Enzyme
💡Primase
💡DNA-Polymerase
💡Leading Strand
💡Lagging Strand
💡Okazaki-Fragmente
💡Ligase
Highlights
Die DNA muss vor jeder Zellteilung verdoppelt werden, um die Informationen an andere Zellen weiterzugeben.
Die DNA-Replikation ist ein Prozess, der vor der Mitose stattfindet.
Die DNA ist in Form von langen, schraubförmigen Doppelsträngen vor, die als Chromosomen um Proteine gewickelt vorliegen.
Die DNA-Verdopplung ist ein semi-konservatives Verfahren, bei dem eine Hälfte der neuen DNA von der ursprünglichen stammt.
Die DNA-Struktur muss zuerst entwunden und getrennt werden, um die Replikation zu beginnen.
Die DNA-Replikation kann in drei Phasen unterteilt werden: Initiation, Elongation und Termination.
Die Initiation-Phase beginnt mit der Aufspaltung der DNA-Doppelhelix durch das Enzym Telomerase.
Das Enzym Helikase ist verantwortlich für die Trennung der Wasserstoffbrücken zwischen den Basenpaaren.
Die RNA-Primase produziert kurze RNA-Abschnitte, die als Primer für die DNA-Polymerase dienen.
Die DNA-Polymerase fügt neue Nukleotide an die 3'-Ende der Einzelstränge an und arbeitet in 5' zu 3'-Richtung.
Der Light-Strang wird kontinuierlich verlängert, während der Folge-Strang diskontinuierlich in Okazaki-Fragmente aufgebaut wird.
Primase fügt wiederum Primer an den Folgestrang an, um die Polymerase neue Nukleotide hinzuzufügen.
DNA-Polymerase ersetzt die RNA-Abschnitte durch komplementäre DNA-Bausteine.
Das Enzym Ligase schließt die Lücken zwischen den Okazaki-Fragmenten.
Die Termination-Phase ist bei linearen und ringförmigen DNA-Molekülen unterschiedlich geregelt.
Die DNA-Replikation ermöglicht die identische Verdopplung des Erbguts vor der Zellteilung.
Transcripts
unsere erbinformation die dna muss vor
jeder zellteilung verdoppelt werden um
die informationen an andere zellen
weiterzugeben
wie genau die verdopplung bzw
replikation der dna funktioniert
erfährst du hier
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und studenten dann kommen aus da die
flicks de oder hol dir unsere kostenlose
app die dna befindet sich bei karotten
im zellkern
sie kommt dort in form langer schraub
förmiger doppel strenge um proteine
gewickelt als chromosom vor
wenn sich unsere zellen aufgrund von
wachstum oder fortpflanzung teilen muss
sich zuvor natürlich auch der kern
teilen
das kannst du mitose nennen vor der
mitose muss die verdopplung der dna oder
auch dna replikation stattfinden
hier wird unter beteiligung vieler
enzyme eine identische kopie der
ursprünglichen dna angefertigt
es handelt sich um einen semi
konservativen mechanismus da jeweils
eine hälfte der neuen dna von der
ursprünglichen dna stammt und die andere
hälfte neu erstellt wird
doch wie verläuft die verdopplung genau
schraub förmige dna muss zuerst
entwunden und aufgetrennt werden
das kannst du dir wie bei der eröffnung
eines reißverschlusses vorstellen
die beiden offen gelegenen einzel
strenge stellen eine vorlage für jeweils
eine neu herzustellen strang da an jeder
auf getrennte base kann sich ein dna
baustein das nucleus mit der passenden
base anlagern
den ablauf der replikation kannst du in
drei phasen unterteilen die initiation
die evokation und die termination
beginnen wir mit der initiation phase
hier startet die replikation an
definierten stellen den replikations
ursprüngen
zunächst bewirkt das enzym telomerase
dass der helix förmige doppelstrang
inspiriert wird darunter kannst du
verstehen dass die schrauben formen eine
strickleiter form umgewandelt wird
wichtig wir haben es hier immer noch mit
einem doppelschlag zu tun
um nun die beiden einzel strenge zu
erhalten müssen die
wasserstoffbrückenbindungen zwischen den
basenpaaren getrennt werden
hierfür ist das enzym heli kasse
zuständig es entsteht eine y förmige
stelle die sogenannte replikations kabel
von jedem replikations ursprung
auswandert je eine gabel nach rechts und
einen nach links
um die getrennten strenge zu
stabilisieren binden sich spezielle
proteine an die jeweiligen abschnitte
damit die verdopplung beginnen kann
benötigen wir bestimmte start moleküle
die primer sie werden von der prima so
hergestellt
es handelt sich um ein kurzes rna stück
das an dass drei strich ende der einzel
strenge angebracht wird
die rna enthält statt der base termin
die base oder ziehe deshalb muss nach
der replikation jura ziel wieder mit
termin ausgetauscht werden
nach der initiation kann die delegation
also die synthese neuer einzel strenge
starten
das enzym das hierfür zuständig ist ist
die dna polymerase sie fügt neue
nucleotide an die bremer an und zwar
immer an das 3 strich ende denn nur dort
kann eine verknüpfung stattfinden
die polymerase arbeitet also von fünf
strich zu drei strich richtung
die beiden einzel strenge verlaufen anti
parallel also in eine entgegengesetzte
richtung ein strang der light strang ist
deshalb so orientiert dass er ohne
unterbrechung verlängert werden kann
hier arbeitet die polymerase in die
gleiche richtung wie die heli kasse es
findet eine kontinuierliche verlängerung
statt
der andere entstehende strang der folge
strang ist so angeordnet dass sich sein
drei strich ende von der replikations
kabel entfernt und eine immer größer
werdende lücke entsteht
doch es gibt eine lösung die pri maße
fügt immer wieder prima an den folge
steigern
dadurch kann die polymerase so lange
neue nucleotide an das prima ende
anlagen bis sie den primer des
vorherigen abschnitts erreicht hat
hier erfolgt eine diskontinuierliche
verlängerung die dabei entstehenden
kurzen dna abschnitte kannst du auch als
okazaki fragmente bezeichnen
ein weiteres enzym entfernt anschließend
die prima woraufhin eine andere dna
polymerase die nun entfernten rna
abschnitte durch komplementäre
dna-bausteine ersetzt zum schluss
schiesst das enzym die gase die zwischen
den okazaki fragmenten entstandenen
lücken wie eine art kleber
jetzt sind wir am ende der replikation
angelangt der termination sie ist bei
karotten und pro karierten
unterschiedlich geregelt bei den
linearen dna moleküle in der periode
endet die replikation meist nur beim
erreichen der jeweiligen enden
pro karten mit ringförmigen dna strängen
besitzen einen definierten abschnitte
das ende einläutet er liegt gegenüber
dem startpunkt
halten wir zum schluss noch einmal fest
und der dna replikation kannst du die
identische verdopplung des erbguts
verstehen die immer vor der zellteilung
erfolgt das enzym dna polymerase
verknüpft neue nucleotide an die offen
gelegenen einzel strenge wodurch ein
folge und ein leitstand entsteht
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