21.10
La replicazione del DNA avviene sintetizzando nuovi filamenti di DNA usando filamenti esistenti come modello. Le due nuove doppie eliche contengono ciascuna un filamento modello originale e un filamento-figlio di nuova sintesi, motivo per cui questo processo è conosciuto come replicazione semiconservativa. Per iniziare la replicazione, un enzima, l'elicasi, apre l'elica del DNA e rompe i legami idrogeno fra i due filamenti.
Quindi separa i singoli filamenti, formando una struttura a forma di Y, detta forcella di replicazione, in cui è possibile accedere ai filamenti modello da ulteriori enzimi. Un altro enzima, la primasi, aggiunge brevi frammenti di RNA, detti primer, su ciascun filamento del modello. Questi primer sono essenziali per la sintesi del DNA, poiché la DNA polimerasi può solo aggiungere nucleotidi a un filamento esistente.
La DNA polimerasi si aggiunge ai filamenti-figli su entrambi i filamenti del DNA modello. L'aggiunta di nucleotidi è guidata dalla sequenza del filamento di DNA originale secondo le regole di accoppiamento del DNA. La sintesi di uno dei filamenti-figli, il filamento principale, avviene nella direzione del movimento della forcella di replicazione.
L'altro filamento, il filamento ritardatario, viene sintetizzato nella direzione opposta. Questo porta al filamento principale che viene sintetizzato come polimero continuo, mentre il filamento ritardatario è sintetizzato come frammenti brevi. Questo si verifica perché il DNA può essere sintetizzato solo nella direzione da 5'a 3'Prima della loro aggiunta al polimero in crescita, i nucleotidi esistono come desossiribonucleosi di trifosfati, con tre fosfati attaccati al quinto carbonio sullo zucchero.
Questo nucleotide libero trifosfato reagisce con i gruppi idrossilici 3'Questo è l'OH che è attaccato al terzo carbonio dello zucchero alla fine del filamento in crescita. La reazione provoca il rilascio di pirofosfato e la formazione di un legame fosfodiestere fra i due nucleotidi. Dopo la sintesi dei nuovi filamenti, RNase H o varianti aggiuntive della DNA polimerasi, rimuovete i primer e sintetizzate il DNA al loro posto.
Gli spazi fra i frammenti vengono dunque sigillati dalla DNA ligasi per generare un filamento continuo. L'aggiunta di nucleotidi continua fino a quando due forcelle di replicazione si incontrano, determinando la completa replicazione.
La replicazione del DNA comporta la separazione dei due filamenti della doppia elica, ciascun filamento funge da modello da cui viene copiato il nuovo…
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