replikationsmodell

Replikationsmodell är en teoretisk och empirisk beskrivning av hur DNA kopieras före celldelning. Historiskt diskuterades tre översikter av kopieringsmekanismen: semikonservativ, konservativ och disperiv; observationerna visade starkt att den korrekta modellen är semikonservativ.

Semikonservativ rekonstruktion innebär att varje ny DNA-molekyl består av en gammal (mallig) sträng och en ny syntetiserad sträng. Bevis för detta kom från Meselson–Stahl-experimentet 1958, som använde isotoper av kväve och densitetscentrifugering för att visa att kopieringen genererar produkter som innehåller en blandning av gamla och nya strängar i varje avkommande molekyl.

Mekanismen för replikationen omfattar initiationspunkter vid origins och ett rekto-liknande replisom som exponeras av helikas, vilka separerar DNA-dubbelhelixen. Primase bildar RNA-primer som tillhandahåller startpunkter för DNA-polymeras. I prokaryoter krävs DNA-polymeras III som det primära polymeraset, medan eukaryoter använder DNA-polymeraserna α-primase, δ och ε. Den nya strängen syntetiseras i en ledande (continuous) och en lagging (discontinuous) stil genom Okazaki-fragment som sammanfogas av ligas. Sliding clamp-proteiner (DNA-pol δ/ε i eukaryoter; β-klamp i prokaryoter) förbättrar processiviteten.

Förekomsten av replikation sker vanligtvis i bidirektionell riktning från flera origins i eukaryoter, medan bakterier ofta har en enda ursprungspunkt. Telomeras är viktig i eukaryoter för att hantera ändar av kromosomer. Oberoende av organismen uppvisar replikationen hög noggrannhet tack vare proofreading av DNA-polymeraserna och postreplicative felrättning, vilket begränsar mutationer och upprätthåller genomsnittlig genomisk integritet.

Betydelsen av replikationsmodellen ligger i dess centrala roll för överföring av ärftlig information och förståelsen av sjukdomar där kopieringen går snett, samt i forskningens arbete med genomet och cancer.