G°von
insgesamt etwa -25kJ mol-1.Bei der Polymerisationsreaktion finden grundsätzlich zwei
Reaktionen statt; einerseits wird ein Phosphorsäureanhydrid
hydrolysiert (im Desoxynukleotidtriphosphat, dNTP, von welchem
Pyrophosphat abgespalten wird) und andererseits wird eine
Phosphodiesterbindung gebildet und zwar an der 3'-OH Gruppe der
neusynthetisiertenen DNA. Die Zucker-Phosphat-Bindung, welche neu
geknüpft wird, ist energiearm, also in der Grössenordnung
von 10-15kJ/mol: soviel ist aufzuwenden (+), wenn sie neu gemacht
wird, soviel wird frei (-), wenn sie hydrolysiert wird. Die
Polymerase hydrolysiert eine energiereiche Anhydridbindung und stellt
damit gegen -30kJ/mol zur Verfügung. Es sollten also ca.
-15kJ/mol freie Energie "übrigbleiben", wenn ein neues Nukleotid
in die wachsende Kette eingefügt wird. Es ist aber sogar mehr!
Basenpaarung und Basenstapelung tragen zur Sabilisierung der
eingebauten Base bei: sie tragen um die -10kJ/mol freie Energie bei.
Die Kopplung dieser Reaktionen bewirkt eine starke thermodynamische
Triebkraft in Richtung der Polymerisation mit einem G°von
insgesamt etwa -25kJ mol-1.
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Mechanismus der Replikation |