Replikaati

Replikaatio, tai replikaatio-prosessi, viittaa biologisessa yhteydessä DNA:n kaksinkertaistumiseen ennen solujen jakautumista. Prosessi varmistaa perimän siirtymisen jälkeläisille ja on keskeinen osa solun jakautumisen S-vaihetta. Replikaation onnistuminen vaikuttaa sekä geneettiseen vakauteen että muunteluun.

DNA-replikaatio on semi-konservatiivinen ja kaksisuuntainen prosessi, jossa origosta lähtee replikaatiohaarojen eteneminen. Helikaasi avaa kaksoisjuosteen, primakaasi luo aloitus-RNA-primers, ja DNA-polymeraasit rakentavat uusia juosteita. Johtava juoste syntyy jatkuvasti, kun taas jäljelle jäävä juoste (Okazaki-fragmentit) rakennetaan osissa ja lopuksi liitetään Liima- (ligaasi) entsyymin avulla. Virheiden korjaamisessa ovat mukana lukuisat korjaus- ja tarkistusmekanismit, kuten proofreading-aktiviteetti sekä mismatch-repair.

Prokaryooteissa replikaatio alkaa useammasta origosta ja etenee usein nopeasti kohti solun jakautumista. Eukaryooteissa origioita on lukuisia ja replikaattori on monimutkaisempi, kontrolloidumpi ja erilaisten soluvaiheiden sekä kehityksen mukaan säädelty. Replikaatio on tarkasti koordinoitu solusyklin aikana, erityisesti S-faasissa, ja se on riippuvainen useista proteiinikomplekseista sekä signaaliketjuista.

Merkitys ja sovellukset huomioivat replikaation geneettisen vakauden sekä evoluution kannalta. Epäonnistunut replikaatio voi johtaa mutaatioihin tai kromosomihäiriöihin. Laboratoriossa replikaation periaatteita hyödynnetään esimerkiksi PCR-tekniikassa, jolla voidaan nopeasti monistaa tutkittavia DNA-fragmenteja in vitro. Replikaati on keskeinen käsite sekä perinnöllisyystieteessä että bioteknologiassa.