Replikaatioista

Replikaatioista viitataan prosesseihin, joissa solun geneettinen materiaali kopioidaan ennen solujen jakautumista. Pääasiallisesti kyse on DNA-replikaatiosta, jossa kaksijuosteinen DNA avautuu replikaatiohaarukaksi ja molemmat juosteet toimivat mallina uusien juosteiden rakentumiselle. Replikaatio on semi-konservatiivinen: jokaisessa uudessa DNA-molekyylissä on yksi vanha ja yksi uusi juoste.

Prosessi alkaa origosta, jossa DNA-helikaasi avaa kaksijuosteisen DNA:n, ja syntyy replikaatiohaarukoita. Primase muodostaa lyhyet RNA-primereita, joiden päälle DNA-polymeraasit rakentavat uusia juosteita 5'->3'. Johtuva (leading) juoste kasvaa jatkuvasti, kun taas laahaava (lagging) juoste muodostuu Okazaki-fragmenttien avulla, jotka lopuksi liitetään yhteen ligaasin avulla. DNA-polymeraasit sekä muut replikaatioon osallistuvat entsyymit huolehtivat virheiden korjaamisesta ja replikaation säätelystä. Topoisomeraasit purkavat DNA:n kiemuraisuutta replikaation aikana.

Prokaryoottien kromosomi on yksittäinen kiertynyt rengas, ja replikaatio alkaa yhdestä origosta sekä etenee bidirektionaalisesti. Eukaryooteilla kromosomit ovat lineaarisia ja niillä on useita origon kohtia sekä monimutkaisempi kromatiinirakenne; telomereilla ja telomerazilla on keskeinen rooli lineaarien kromosomien replikaatiossa.

Replikaation virheet korjataan pääasiassa proofreading-aktiviteetilla sekä mismatch-repairilla. Replikaation säätely ja huolto ovat tärkeä osa solun genomisen vakauden ylläpitoa, ja replikaatiokriisit voivat liittyä sairauskehitykseen. Replikaatioista on keskeinen rooli genetiikassa, kehityksessä ja bioteknologiassa.