DNA Replikation / Verdopplung der DNA [Biologie, Oberstufe]
TeacherToby
https://www.youtube.com/watch?v=-INCouZdbH4

Transkript (automatisch erstellt)

0:07 in diesem video geht es um die replikation also um die verdopplung der dna die dna nennt man auch einen
0:14 doppelhelix weil sie aus zwei einzel strengen besteht die wie eine schraube um ihre eigene achse gefunden sind
0:20 verdopplung heißt also konkret dass aus einem doppelsträngige dna strang zwei doppelsträngige dna bern um den
0:27 replikations prozess gut verstehen zu können ist es enorm wichtig sich eine eigenschaft der dna noch mal vor augen
0:33 zu führen die verlaufs richtung der einzel strenge die an die parallel dh entgegengesetztes
0:39 betrachtet man die dna mit ihren drei grundbaustein in dem man auch nukleotiden es nämlich eine von vier
0:46 innen liegenden organischen basen adenin thymin guanin und cytosin den zucker der sox ihre pose und die phosphatgruppen
0:55 fällt die entgegengesetzte verlaufs richtungen der beiden einzel strenge zueinander auf beim rechten sprang steht
1:02 dass zucker phosphat rückgrat quasi auf dem kopf das hat etwas damit zu tun dass sich die innen liegenden basen immer nur
1:10 mit dem ersten kohlenstoffatom der desoxyribonukleinsäure auf der rechten seite mit der base verbinden kann kann
1:20 es nicht genau so positioniert sein wie auf der linken seite diese bindung wird erst ermöglicht wenn es um 180 grad
1:27 gedreht wird erst dann kann sich das erste kohlenstoffatom des zuckers mit der base
1:33 verbinden durch die entgegengesetzte verlaufs richtung der beiden einzel strenge unterscheiden sich auch die
1:38 enden der strenge ein ende wird als drei striche bezeichnet weil sich an diesem ende am dritten kohlenstoffatom der des
1:46 oxley börse eine freie gruppe befindet am anderen strang befindet sich hier das 5 strich ende das 5 strich ende erhält
1:53 seinen namen weil sich am fünften kohlenstoffatom hier eine freie phosphat gruppe findet die unterschiedlichkeit
2:00 der enten der dna eine strenge hat einen direkten einfluss auf die art und weise wie die einzel strenge verdoppelt werden
2:07 die später noch deutlich wird bestimmt wird er aus dem unterricht bereits wie dna verdoppelt wird
2:12 in einem experiment fanden messel sind und stahl heraus dass die dna bei dem vorgang jeweils zur hälfte erhalten
2:18 bleibt was man auch als semi konservativ bezeichnet zu jeder hälfte wird also jeweils ein neuer strang synthetisiert
2:26 beziehungsweise hergestellt schauen wir uns im nächsten schritt an wie genau die replikation ablehnt eigentlich ist der
2:32 vorgang relativ leicht verständlich man darf sich nur nicht von den vielen an der replikation beteiligten enzym namen
2:38 durcheinanderbringen lassen die replikation ist ein von einer vielzahl von enzymen gesteuerter vorgang
2:44 das erste beteiligte enzym ist die job summe raase sie bewirkt die endspiel ali sierung der
2:50 dma das heißt dass die doppelhelix entbunden wird sich die schrauben form also auflöst
2:56 die beiden matrizen strenge sind jedoch immer noch nicht getrennt voneinander denn die basen beider strenge werden
3:02 noch über so genannte wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten die strenge werden als
3:07 matrize bezeichnet weil sie als vorlage für die synthese eines neuen komplementären dna strang ziehen damit
3:14 die matrizen strenge jedoch jeweils für neue basen paarungen zugänglich sind müssen die wasserstoffbrückenbindungen
3:20 aufgelöst werden und das ist die aufgabe des enzyms celica indem sie die wasserstoffbrückenbindungen löst öffnet
3:27 sie die beiden dna stränge und öffnet sie damit wie ein reißverschluss an der stelle an der die elite die dna-stränge
3:33 voneinander löst entsteht eine region in die als publikations kabel bezeichnet wird
3:39 dieser mechanismus nämlich die endspiele sierung der dna durch die topo isomatte und das auflösen der
3:45 wasserstoffbrückenbindungen durch die helikos erscheint auch logisch wenn man sich normal an den semi konservativen
3:52 replikations mechanismus erinnert die hälfte der ursprungs dna bleibt erhalten und zu jedem strang wird jeweils ein
3:59 neuer sprang synthetisiert beide enzyme gewährleisten dass in den nächsten schritten genau das passieren kann dass
4:06 zu jedem matrizen strang nämlich ein neuer stabilisiert werden können an den endspiel alliierten strang heften sich
4:13 zudem so genannte einzel strang bindende proteine kurz ssb proteinen die verhindern dass sich die strenge
4:21 wieder zu einer doppelhelix zusammenlagern das enzym das die komplementären dna basen an beide
4:27 stränge anheftet ist die dna polymerase 3 das enzym kann den prozess jedoch nicht ohne weiteres in gang setzen und
4:34 dafür ist es auf die schützenhilfe eines anderen enzyms angewiesen nämlich der primas das m10 prix maze lagert am3
4:41 strich ende der beiden matrizen strenge kurze komplementäre er stücke an sogenannten abräumer die prima fungieren
4:49 als staat moleküle für die dna polymerase die nun an den erna primer bindet und neue komplementäre dna
4:57 nucleotide synthetisiert er emma also ribonukleinsäure entscheidet sich unter anderem von dma dass es neben den drei
5:05 basen adenin guanin und cytosin die base oder ziel gibt die die dna base termin als komplementäre base zu adenin ersetzt
5:15 weil es bei der replikation um die identische verdopplung der dna geht muss es später also einen mechanismus geben
5:22 der die ehre nase oder ziel austauscht und durch die dna base thymin ersetzt aber warum ist für den start der dna
5:31 polymerase ein prima erforderlich und damit auch das enzym prix maße das den primer heerstedt entscheidend ist dass
5:38 die dna polymerase neuen nukleotide nur an drei sprich ende des wachsenden neuen strangs anhängt dort nämlich wo sich
5:48 eine freie hydrox die gruppe bzw oha gruppe befindet anders formuliert sie arbeitet nur von fünf strich im drei
5:56 strich richtung in bezug auf die neu zu synthetisieren strenger die man auch tochter strenge nennt die primergy vom
6:03 enzym prima am3 strich ende der matrizen strenge an gelagert wurden bilden somit die fünf strich emden der neu zu
6:10 synthetisieren tochter strenge und diese prima besitzen am3 strich ende eine freie oha gruppe die freie gruppe die
6:19 von der dna polymerase benötigt wird um neue nucleotide zu synthetisieren und so verknüpft die dna polymerase drei neue
6:28 nucleotide komplementär zu beiden matrizen strengen und aufgrund der anti parallelität der
6:34 beiden einzel strenge und der tatsache dass die polymerase nur von fünf sprich in richtung 3 strich arbeiten kann
6:41 geschieht dies bei einem tochter strang in die linke und beim anderen tochter strang in die rechte richtung
6:48 während der synthese der neuen tochter strenge durch die dna polymerase stellt die hélie ka sie ihre arbeit natürlich
6:54 nicht ein sie löst als enzym weiter die wasserstoffbrücken bindung zwischen den
7:00 basen und öffnet die replikations kabel weiter in eine richtung schon jetzt lässt sich erahnen und das
7:06 der replikation an dem strang wo sich die dna polymerase immer weiter vom replikations ursprung entfernt
7:13 wahrscheinlich nicht so einfach gestaltet ganz anders verhält es sich beim munteren strang
7:18 nachdem hier ein prima am anfang gesetzt wurde arbeitet die dna polymerase in die gleiche richtung in der auch die heli
7:25 kase die dna matrize öffnet dieser tochter strang wird auch als light strang bezeichnet dieser kann in drei
7:32 strich ende kontinuierlich verlängert werden während sich die replikations gabe in die gleiche richtung weiter
7:38 öffnet wie eben bereits angedeutet ist der andere entstehende strang der sogenannte folge strang so orientiert
7:46 dass sich sein zugängliches drei strich ende immer weiter von der replikations kabel entfernt und so eine nicht
7:53 replizierte lücke entsteht eine lücke in der keine dna replikation stattfindet und diese lücke würde immer größer
8:00 werden wenn es nicht einen besonderen mechanismus gebe der dieses problem löst damit die angesprochene lücke nicht
8:06 größer wird werden immer wieder prima in der nähe der replikations kabel benötigt die von der prima hergestellt werden und
8:13 damit gewährleisten dass die dna polymerase an ihnen bindet und in fünf strich 3 strich richtungen neue dna
8:20 basen verknüpft die dna polymerase hängt so lange neue nucleotide an bis sie den primer des vorherigen abschnitts
8:28 erreicht während der leitstand kontinuierlich vorwärts wächst verlängert sich der folge strang in
8:35 kürzeren rückwärtsgerichteten abschnitten zwischen denen sich lücken befinden er wächst also
8:41 diskontinuierlich die so entstehenden kurzen dna abschnitte werden nach ihrem entdecker auch okazaki fragmente genannt
8:49 die nachfolgenden schritte der replikation sind relativ schnell erzählt eine weitere dna polymerase die dna
8:55 polymerase 1 entfernt den abräumer und ersetzt ihn durch dna die dna base team ihn ersetzt
9:03 also die erna base oraze weil eine kleine bindungs lücke zwischen den aneinandergrenzenden okazaki fragmenten
9:11 zurückbleibt wird diese lücke von einem weiteren enzym der dna die gase geschlossen
9:16 das ist der letzte schritt ist sehr komplexen dna replikations mechanismus nun ist aus einem dna doppelstrang zwei
9:24 dna doppel strenger geworden in diesem video sind wir der frage nachgegangen wie die dna genau
9:35 verdoppelt wird in diesem zusammenhang ist es auch wichtig sich zumindest mal kurz die
9:39 bedeutung der dna replikation vor augen zu führen alle unsere zellen enthalten dna denn
9:45 die dna liegt in unserem zellkern verpackt in form von 46 chromosomen vor und bildet damit unser erbgut unsere
9:52 gesamte erbinformation wird in der spezifischen abfolge von dna basen gespeichert genauso wie sich die zellen
10:00 unseres körpers teilen müssen zum beispiel zur regeneration zur fortpflanzung oder auch damit der körper
10:06 wachsen kann müssen sich vor einer zellteilung welche man auch als tito chinesen bezeichnet
10:11 auch sämtliche bestandteile der zelle und damit auch die dna verdoppeln stellt euch vor welche verheerenden folgen es
10:19 hätte wenn sich die zelle teilt und mit ihr zwar sämtliche bestandteile wie zum beispiel auch der zellkern den vorgang
10:27 den man übrigens als methode bezeichnet aber die teilung bzw die verdopplung der dna ausbleibt die neu gebildeten
10:35 tochterzellen wären nicht mehr überlebensfähig und selbst eine fehlerhafte verdopplung von dna
10:40 abschnitten zb in wir schlecht sehen kann es zu schwerwiegenden folgen führen ein thema das er noch genauer behandelt
10:46 wenn es um mutationen geht ein beispiel für eine fehlerhafte verdopplung stellt die trisomie 21 da wobei betroffenen das
10:54 chromosom 21 dreimal anstatt zweimal vorkommt das lässt sich also festhalten die
11:00 exakte verdopplung der dna ist für die funktionsfähigkeit der neuen tochterzelle unentbehrlich und die
11:07 verdopplung der dna muss zeitlich vor der zellteilung also der mitose stattfinden welche wiederum genauso wie
11:14 die verdopplung der anderen zellbestandteile vor der eigentlichen zellteilung der zytokine stattfinden
11:20 muss an dem vorgang der replikation sind eine vielzahl von enzymen beteiligt deren funktion ich am ende noch mal in
11:27 einer tabelle darstellung auch mehrere dna polymerase sind an der replikation beteiligt von den 15 verschiedenen dna
11:34 polymerase ii ein mensch besitzt ist allerdings nur eine polymerase verantwortlich für die replikation der
11:40 chromosomalen dna die dna polymerase drei andere spielen zum beispiel für das entfernen der primer oder bei der dna
11:48 reparatur eine rolle die tatsache dass die dna polymerase nur in fünf strich 3 strich richtung des
11:55 jeweils neuen strangs synthetisiert werden kann es dabei entscheidend für das verständnis dass die replikation am
12:02 leid und folge strang unterschiedlich ablaufen muss denn wären die heli kase den matrizen strang in eine richtung
12:09 weiter öffnet läuft die polymerase am leid strang in fünf strich 3 strich richtung sozusagen brav und
12:15 kontinuierlich der replikations richtung hinterher wohingegen die fünf strich 3 strich
12:20 richtung des folge strangs in entgegengesetzter richtung zeigt und entsprechend die polymerase in
12:25 entgegengesetzter richtung zur replikation gabel wandert und ihr sozusagen davonrennt und weshalb sie
12:30 immer wieder durch neue bremer zurückgeholt wird sodass keine lücke entsteht zuletzt es noch zu sagen dass
12:36 man vorsichtig sein muss mit der laufrichtung der polymerase von 50 3 strich richtung in bezug auf den
12:42 matratzen strang läuft die polymerase von drei strich nach von strich es ist also eine andere betrachtungsweise die
12:49 auch nicht falsches wenngleich etwas unglücklich formuliert denn fakt ist dass die polymerase die gruppe am 3
12:57 strich ende benötigt und den neu zu synthetisieren strang folglich nur am drei strichen verlängern kann