not available fi se
not available 2 3
www.solunetti.fi
taso 2

Solusykli
   
Replikaatio
   
Okazakin fragmentit
   

DNA:n replikaatio

DNA:n kahdentuminen, replikaatio, tapahtuu jokaisen solunjakautumisen yhteydessä. Replikaatio alkaa yleensä tietystä aloituskohdasta/kohdista ja etenee molempiin suuntiin. DNA:n synteesi etenee 5'-3'-suuntaan ja on toisen juosteen suhteen epäjatkuvaa (Okazakin fragmentit). DNA-polymeraasi rakentaa nukleotideistä uuden juosteen templaattina toimivan juosteen pariksi (E. colilla DNA-polymeraasi III). DNA:han liitettävät nukleotidit ovat solussa trifosfaatteina (dNTP, deoksinukleosidi-5'-trifosfaatti). DNA:ssa nukleotidit ovat dNMP-muodossa eli monofosfaatteina.

DNA + dNTP -> DNA(yhden nukleotidin pidempi) + PPi

Kun uusi nukleotidi lisätään DNA-juosteeseen, yksi fosfodiesterisidos katkeaa ja samalla muodostuu toinen, kahden nukleotidin välinen fosfodiesterisidos. Pyrofosfaatin (PPi) hajoamisesta kahdeksi fosfaatiksi vapautuu jonkin verran energiaa, mutta se ei vielä selitä kokonaan polymeraatioreaktion energian kulutusta (jos energia saataisiin vain pyrofosfaatin hajoamisesta, DNA-polymeraasi hajottaisi DNA:ta pyrofosfaatin puuttuessa - näin ei kuitenkaan ole). Ratkaiseva osa polymeraatiota suosivasta energiasta sadaankin heikkojen vuorovaikutusten kautta. DNA:n vastinjuosteiden emäsparien väliset vetysidokset (kuvassa +) ja saman juosteen sisäiset päällekkäin asettuvien aromaattisten rengasrakenteiden (emästen) väliset vuorovaikutukset (base stacking, kuvassa *) tekevät polymeerimuodon energeettisesti edullisemmaksi.

Ennen replikaation alkua helikaasi-entsyymit avaavat DNA:n kaksoiskierteen. Avautumisen johtosta DNA:han syntyy jännitteitä, joita topoisomeraasit poistavat. DNA:han sitoutuvat proteiinit stabiloivat toisistaan erotettuja juosteita. DNA-polymeraasi vaatii toimiakseen alukkeen (primer), johon se alkaa liittää nukleotidejä. Alukkeet ovat yleensä primaasi-entsyymin tuottamia RNA-oligonukleotidejä. Kun DNA-polymeraasi on liittänyt nukleotidejä alukkeen jälkeen toiseen alukkeeseen saakka ja irronnut, erityinen DNA-polymeraasi (E. colilla DNA-polymeraasi I) poistaa alukkeet 5'-3'-eksonukleaasiaktiivisuutensa avulla. Alukkeiden päiden kohtiin jää uuteen juosteeseen katkoksia, jotka DNA-ligaasit sulkevat.