La replicazione del DNA è un processo complesso che garantisce la fedele duplicazione del materiale genetico prima della divisione cellulare. Ciò si verifica all'interno del nucleo delle cellule eucariotiche e comporta diversi passaggi chiave:
1. Riconoscimento e svolgimento delle origini:
* La replica inizia in siti specifici chiamati origini della replica . Questi sono ricchi di sequenze, che sono più facili da separare a causa dei loro legami idrogeno più deboli.
* Proteine iniziative Lega a queste origini, segnando l'inizio della replica.
* elicasi Gli enzimi quindi srotolano la doppia elica del DNA, rompendo i legami idrogeno tra le coppie di basi.
* Proteine di legame a filo singolo (SSB) Stabilizzare i fili separati, impedendo loro di rivivere.
2. Sintesi di primer:
* Primase Sintetizza un breve primer RNA, che fornisce un gruppo idrossile libero da 3 'per la DNA polimerasi per iniziare la sintesi.
* Questo primer è complementare al filo del modello e consente l'aggiunta di nuovi nucleotidi.
3. Allungamento da parte della DNA polimerasi:
* DNA polimerasi , Un enzima chiave nella replicazione, si lega al filamento del modello e al primer.
* Aggiunge nucleotidi all'estremità 3 'del primer, seguendo le regole di accoppiamento della base (A con T e C con G).
* La DNA polimerasi può aggiungere solo nucleotidi nella direzione da 5 'a 3', portando a un filo continuo chiamato filamento leader .
4. Sintesi in ritardo del filo:
* Sull'altro filo, chiamato filo in ritardo , la replicazione avviene discontinuamente a causa della direzionalità da 5 'a 3' della DNA polimerasi.
* Frammenti brevi di DNA, chiamato frammenti di okazaki , sono sintetizzati nella direzione da 5 'a 3', usando primer RNA.
* Ogni frammento di Okazaki viene quindi unito al frammento successivo da DNA Ligase .
5. Risoluzione e riparazione:
* Il DNA polimerasi ha un'attività di correzione Ciò gli consente di rimuovere e sostituire i nucleotidi non corrispondenti, garantendo l'accuratezza.
* Altri meccanismi di riparazione, come la riparazione della mancata corrispondenza, migliorano ulteriormente la fedeltà della replicazione.
6. Terminazione:
* La replica termina quando si incontrano due forcelle di replica, completando la copia dell'intera molecola di DNA.
* I primer RNA vengono rimossi e sostituiti con DNA da DNA polimerasi I .
7. Passaggi finali:
* DNA ligase Si unisce alle restanti lacune tra i frammenti di Okazaki sul filo in ritardo, creando una molecola di DNA continua.
* Le molecole di DNA appena sintetizzate vengono quindi ferite in cromatina , il complesso di DNA e proteine che costituiscono cromosomi.
enzimi chiave e proteine:
* Proteine iniziative: Riconoscere e legarsi alle origini della replicazione.
* elicasi: Sbura la doppia elica del DNA.
* Proteine di legame a filo singolo (SSB): Stabilizzare i fili separati.
* Primase: Sintetizza i primer RNA.
* DNA polimerasi: Aggiunge i nucleotidi all'estremità 3 'del primer.
* DNA ligasi: Si unisce ai frammenti di Okazaki sul filo in ritardo.
Nel complesso, la replicazione del DNA è un processo altamente regolato e preciso che garantisce la fedele duplicazione del materiale genetico, consentendo la divisione cellulare e la trasmissione di informazioni genetiche alle generazioni future.
