semiconservatieve

Semiconservatieve replicatie is het standaardmodel voor de duplicatie van DNA bij de meeste organismen. Bij dit model bevat elk dochter-DNA-molecuul één ouderlijke streng die als sjabloon fungeert en één nieuw gesynthetiseerde streng. Daarmee blijft de genetische informatie van het oorspronkelijke molecuul bewaard in beide nakomelingen. Dit model staat in contrast met volledig conservatieve of dispersieve modellen, die in experimenten zijn verworpen.

De duplicatie vindt plaats aan replisoomvorken. Helicase ontwindt de dubbele helix en single-strand binding proteins stabiliseren de enkelvoudige strengen. Primase legt een korte RNA-primer. DNA-polymerase bouwt de nieuwe strengen op in de 5'→3' richting: de leidende streng groeit continu, terwijl de lagging-streng in korte Okazaki-fragmenten wordt gesynthetiseerd en later door ligase aan elkaar wordt gekoppeld. Bij prokaryoten is DNA-polymerase III de hoofdwerkzame enzym; bij eukaryoten zijn meerdere polymerasen betrokken.

Het semiconservatieve karakter werd in 1958 bevestigd door het klassieke experiment van Meselson en Stahl met Escherichia coli. Zij labelden nieuw DNA met stikstof-15 (N-15) en gebruikten density-gradientcentrifugatie om moleculen te scheiden op gewicht. Na opeenvolgende generaties toonden zij afwisseling van halfzware en lichtere moleculen, wat consistent is met semiconservatieve replicatie.

Betekenis: semiconservatieve replicatie vormt de basis van de moderne moleculaire biologie. Het mechanisme is algemeen voor cellen, hoewel details verschillen tussen prokaryoten en eukaryoten, zoals de aard van de polymerasen en de organisatie van origins. Praktische implicaties omvatten proofreading en reparatiemechanismen die de nauwkeurigheid verbeteren; bij eukaryoten spelen telomeren een rol bij het behouden van informatie aan het uiteinde van chromosomen.