DNAvermenigvuldiging

DNAvermenigvuldiging is het proces waarbij het DNA van een cel wordt gekopieerd zodat twee identieke kopieën ontstaan. Bij cellen vindt dit voornamelijk plaats in de S-fase van de celcyclus en is semi-conservatief: elke dochterstreng bevat één oorspronkelijke streng en één nieuw gesynthetiseerde streng.

Het proces begint bij een oorsprong van replicatie. In eukaryoten bindt het ORC-complex aan meerdere origins; in bacteriën initiateert DnaA bij oriC. De dubbele helix wordt ontworven door helicase, en topoisomerase vermindert de spanning. Single-strand binding proteins stabiliseren de enkelstrengs DNA, waardoor de template beschikbaar komt voor synthese door DNA-polymerase. Een korte RNA-primer wordt gelegd door primase als startpunt.

Tijdens de elongatie wordt nieuw DNA gevormd langs de template in 5'→3'. De leidende streng wordt continu gemaakt, terwijl de lagging streng in korte Okazaki-fragmenten wordt opgebouwd die later aan elkaar worden geplakt door DNA-ligase. RNA-primers worden vervangen door DNA door speciale polymerasen en exonucleasen. De proofreading-activiteit van DNA-polymerasen zorgt voor foutcorrectie tijdens replicatie, en mismatch repair verhoogt de fideliteit daarna.

Terminatie vindt plaats wanneer replicatievorken elkaar ontmoeten; in prokaryoten treffen ze terminatiesites, bij eukaryoten zijn er gereguleerde terminatieprocessen. Aan de chromosomale uiteinden beschermen telomeren de genetische informatie; telomerase onderhoudt telomeren in sommige celtypen.

DNAvermenigvuldiging is essentieel voor celdeling en genetische stabiliteit. Fouten kunnen leiden tot mutaties, chromosomale instabiliteit en ziekten zoals kanker.