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

Cellcykeln
   
Replikationen
   
Okazaki fragment
   

Replikationen av DNA

Cellens DNA replikeras vid varje celldelning. För att en replikation skall kunna ske måste DNA-baserna bli tillgängliga. Dubbelhelixmolekylen måste öppnas upp. Detta sker vanligen på speciella platser där specifika proteiner har bundits s.k. origin of replication (ORFs). På varje kromosom finns flera ORFs och DNA-replikationen startar därför samtidigt på flera ställen på kromosomen. Replikationen förlöper i båda riktningarna. 

DNA-syntesen sker i 5'-3'-riktning och sker kontinuerligt på den ena strängen, som kallas leading strand. På den andra strängen, lagging strand, är syntesen fragmentarisk. Så kallade Okazakifragment bildas. Med hjälp av enzymet DNA-polymeras byggs den nya nukleotiden upp med den gamla DNA-strängen som mall. (I E. coli fungerar enzymet DNA-polymeras III.) Nukleotiderna, som skall fogas till den växande DNA-molekylen, förekommer i cytoplasmat i form av trifosfater (dNTP, deoxinukleosid-5'-trifosfat). I DNA-molekylen är nukleotiderna i form av monofosfat (dNMP).
DNA + dNTP  -> DNA(förlängd med en nukleotid) + PPi

När en ny nukleotid fogas till DNA-strängen, brister en fosfodiesterbindning och samtidigt bildas en ny fosfodiesterbindning, mellan två nukleotider. Då pyrofosfat (PPi) sönderfaller i två fosfatmolekyler frigörs en del energi. Denna energimängd räcker emellertid inte för hela polymerationsreaktionen. Största delen av energin kommer från s.k. svaga växelverkningar. Mellan de komplementära basparen i DNA-strängarna finns vätebindningar (i bilden +) och mellan de aromatiska ringstrukturerna (baserna) inom samma DNA-sträng finns svaga växelverkningar (base stacking, i bilden *). Energin från dessa svaga växelverkningar gör polymeriseringen av DNA energetiskt möjlig.

Innan replikationen kan börja måste DNA-dubbelhelixmolekylen öppnas upp av helikasenzymer. Öppnandet leder till att det uppstår spänningar i DNA-molekylen. Spänningarna avlägsnas av topoisomerasenzymer. Speciella proteiner, som binder till DNA-molekylerna, stabiliserar de åtskilda strängarna. För att polymeriseringen skall börja krävs en s.k. primer. Nukleotiderna fogas till primern. Primern utgörs vanligen av RNA-oligonukleotider, som syntetiserats av enzymet primas. När DNA-polymeras har kopplat nukleotiderna efter varandra från den första primern till den följande och därefter lossnat, börjar ett särskilt DNA-polymeras (i E.coli är det DNA-polymeras I) avlägsna primers med hjälp av ett 5'-3'-exonukleas. På de platser där primers suttit uppkommer avbrott i DNA-strängen. Dessa brott sluts av DNA-ligasenzymer.