DNA Replikation

DNA Replikation
Beginn der DNA Replikation (am Beispiel der E.coli)
Die Replikation beginnt nicht an jeder Stelle der DNA Strang sondern an einer
einzigen Stelle (Replikationsursprung = Origin) der als OriC bezeichnet wird.
Die Replikation verläuft dann in etwa gleiche Geschwindigkeit gleichzeitig in
beide Richtungen –Uhrzeigersinn und entgegen.
Die Replikationsgabeln treffen sich am Terminationsort gegenüber der
Replikationsursprung.
Mechanismus der Replikation
Die beide Stränge der Eltern-DNA dienen als Matrize für die Synthese neue
DNA.
Da die Elternstränge anti-parallel verlaufen und die DNA Replikation
semikonservativ ist ,muss die Gesamtrichtung der DNA Synthese einer
Tochterstrang 5´ 3´ und der andere 3´ 5´sein.
Problem. Alle DNA Polymerasen synthetisieren nur in 5´ 3´Richtung
Lösung :Okazaki Fragmente für die 3´ 5´ Folgestrang!!!!
Der OriC ist ein Sequenz von 245 Basenpaare auf dem E.coli Chromosom. Er
enthält eine Tandemanordnung von 3 Oligonucleotiden aus 13 Basenpaare mit
nahezu identischen Sequenzen und vier Bindungsstellen für das DnaA Protein

Die Bindung des DnaA Protein führt zur Entwindung der Matrize DNA und
Synthese eines Primers(aber DNA muss superspiralisiert sein).
Ein Komplex der DnaB und DnaC Proteine vereinigt sich mit der DnaA und
führt zur Biegung und Öffnung der DNA Helix.
DnaB ist ein Helicase und katalysiert die ATP getriebene Entwindung der
DNA Helix.
Single strang binding protein SSB, stabilisiert die entwundene DNA.
Die DNA kann jetzt nur zuerst nach dem Aufbau eines Primers synthetisiert
werden.
Der Primer ist ein RNA und wird von der Primase synthetisiert,indem die
Primase sich mit dem pre priming Komplex verbindet um ein Primosom zu
bilden.
Die Primer RNA wird am Ende der Replikation durch 5´ 3´
Exonucleaseaktivität der DANN Polymerease 1 entfernt.
Rolle der DNA Polymerase 3 Holoenzym
Charakterisiert durch :
Sehr hohe Reaktionsfolge
Großes Katalytisches Potential
Hohe Genauigkeit
Die DNA Polymerase 3 hat einige Untereinheiten die das Zentrum bilden:
α-Untereinheit –katalytische Aktivität
ε-Untereinheit- die Exonucleaseaktivität
β-Untereinheit – schnelle Ablauf der Reaktionen.
Im Überblick
DNA Polymerase synthetisiert am Replikationsgabel der Leitstrang unter
Verwendung des Primers,nachdem es durch eine Helicase entwunden wurde
unter ATP Verbrauch.
Die DNA Gyrase führt dann gleichzeitig negative Superhelices ein um eine
topologische Krise zu verhüten.

Am Folgestrang:
Die Matrize bildet eine Schleife.die Matrize des Folgestranges würde sich
dann in der gleiche Richtung bewegen wie die Matrize des Leitstranges.
Nachdem 1000 Nucleotiden gebildet sind,gibt DNA Polymerase 3 die Matrize
ab.
Neue Schleife und Matrize werden gebildet und ein weiteres Okazaki
Fragment synthetisiert..
Die Lücken werden dann mit DNA polymerase 1 gefüllt und ihre
Exonucleaseaktivität entfernt die Primer.
Die DNA Ligase verbindet schließlich die einzelne Stücke.