Replikation der DNA

Die Helicase entwindet die beiden Stränge der Doppelhelix und schiebt sie auseinander. Dabei werden die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den komplementären Basen durch ein Enzym gelöst. Angelagerte Proteine verhindern an der Replikationsgabel dass sich die beiden Einzelstränge wieder miteinander verbinden. An die nach der Öffnung frei zugänglichen Basen lagern sich freie Nukleotide an. Dabei binden sich die komplementären Basen über Wasserstoffbrücken aneinander.
Die Synthese des neuen DNA-Stranges ist nur in 5' -> 3' - Richtung möglich, da eine Anlagerung der Nukleotide ausschließlich am 3'-Ende erfolgt.
Die DNA-Polymerase benötigt zu Beginn der Replikation ein Startermolekül mit einer freien OH-Gruppe, über die das erste Nukleotid gebunden werden kann.
-> diese Funktion erfüllen kurze Primer die an beiden Strängen der Replikationsgabel angebracht werden.
Der Kopiervorgang ist nur an einem der Stränge kontinuierlich, in selber Richtung wie sich die Replikationsgabel über die DNA-Matrize bewegt.
Beim zweiten Strang müssen Primer gesetzt werden, damit die DNA-Polymerase einen Ansatzpunkt für die Neusynthese hat.
- am komplementären Strang arbeitet DNA-Polymerase ||| in die andere Richtung, also entgegengesetzt der Bewegungsrichtung der Replikationsgabel
-> dabei entstehen in 5' -> 3'-Richtung DNA-Stücke von 100 - 200 Nukleotiden Länge, die als Okazaki-Fragmente bezeichnet werden.
- die DNA-Polymerase 1 entfernt die Primer
- die Fragmente werden anschließend in 3' -> 5'-Richtung von der DNA-Ligase miteinander verknüpft; diskontinuierlicher Strang
- die angelagerten Nukleotide werden über kovalete Atombindungen zu einem neuen Polynukleotidstrang verbunden. Für diese Verknüpfung der Nukleotide benötigt die DNA-Polymerase ATP.

Ergebnis:
- Zwei DNA-Moleküle, die in ihrer genetischen Information sowohl untereinander als auch mit dem ursprünglichen DNA-Molekül identisch sind.
- je eine Hälfte des Ausgangs-DNA-Moleküls bildet einen Einzelstrang des neuen DNA-Moleküls
- Hälften des ehemaligen Stranges bleiben also erhalten, man spricht von der semikonservativen Replikation der DNA