Replikaatioprosessi

Replikaatioprosessi on solun perintöaineksen kopioitumisprosessi ennen solunjakautumista. Se on semikonservatiivinen: jokaisessa uudessa DNA-kaksijuosteisessa molekyylissä on toinen vanha juoste ja toinen uusi juoste. Replikaatio tapahtuu pääasiassa S-vaiheessa ja varmistaa, että tytärsolut saavat identtisen geneettisen materiaalin.

Alkuvaiheessa replikaatio käynnistyy origon tunnistuksen ja lisensoinnin kautta. Bakteereilla replikaatio alkaa yhdestä oriC:stä, kun taas eukaryooteilla origoneja on useita. Helikaasit avaavat DNA:n kaksoiskierteen, ja replikaatiopuoli muodostuu. Yksijuosteista DNA:ta stabiloivat SSB- ja RPA-proteiinit. Primase synnyttää lyhyet RNA-primereita, joiden päälle DNA-polymeraasi alkaa rakentaa uutta ketjua. Eukaryooteilla ensisijainen aloitteen monomeeri on DNA polymerase alpha-primase-kompleksi; sen jälkeen toimivat delta- ja epsilon-polymeraasit. Johtava juoste syntyy jatkuvasti, lagging-juoste rakennetaan Okazaki-fragmentteina, jotka korvataan primerien poisto- ja DNA-synteesin jälkeen ja liitetään lopuksi DNA-ligateilla. Topoisomeraasit lievittävät replikaation aikana syntyvää jännitystä.

Prokaryooteissa replikaation päättyy, kun replikaatioreunat kohtaavat. Eukaryooteilla terminaatio on monimutkainen ja liittyy useiden replikaatiohaarukoiden yhteenliittämiseen sekä kromosomien päätepisteiden käsittelyyn. Replikaation virheiden korjaus tapahtuu sekä jo replikaation aikana (3'-5'-exonukleaasi) että jälkikorjauksella (mismatch repair). Solusyklin valvontamekanismit varmistavat, että kopiointi tapahtuu luotettavasti.

Telomeerit ja telomeraasi ovat tärkeitä eukaryooteilla kromosomien päätepisteiden suojaamisessa. Telomeraasi pidentää lyheneviä telomeereja lisäämällä toistuvia sekvenssejä. Replikaatioprosessi on tarkasti säädelty, ja sen virheet voivat johtaa mutaatioihin tai geenien ilmentymisen häiriöihin.