Il Replisome

La replicazione del DNA viene eseguita da un gruppo multiproteico altamente coordinato noto come definito come macchinario di replicazione del DNA, o il replisoma, che aumenta l'efficienza della duplicazione del DNA. I componenti principali di questo meccanismo sono le elicasi, proteine leganti DNA a singolo filamento, DNA primasi, sliding clamps, un clamp loader, e multiple DNA polimerasi, che sono tutte associate una all'altra vicino alla forcella di replicazione. Le DNA polimerasi replicative hanno una processività di circa 10 nucleotidi, ossia il numero di nucleotidi che si può aggiungere al filamento figlio prima di dissociarsi dal filamento di stampo.

Il numero risulta inefficiente per copiare interi genomi in un ragionevole lasso di tempo;problema risolto con l'aiuto di proteine sliding clamp Quando l'ATP si associa alla proteina clamp loader si legheranno e apriranno le sliding clamp, in modo che la sua struttura ad anello possa circondare il complesso DNA del primer-template. Una volta legato, il clamp loader idrolizza l'ATP ad ADP, causando la disassociazione del clamp loader e la chiusura del clamp intorno al DNA, la DNA polimerasi si lega quindi alle proteine clamp, e insieme, scorrono lungo il DNA teplate o stampo, che unisce la DNA polimerasi al filamento e ne aumenta la processività fino a 1, 000 nucleotidi. Questa maggiore processività consente alla DNA polimerasi di eseguire la replicazione continua del DNA sul filamento principale.

Tuttavia, sul modello di filamento ritardo, un'altra DNA polimerasi esegue la replicazione discontinua del DNA in modo da consentire alla molecole DNA polimerasi di sintetizzare simultaneamente i filamenti di DNA principale e ritardo;questo processo è a volte descritto come il modello del trombone. Il filamento in ritardo e il suo stampo formano un anello quando la DNA polimerasi inizia la sintesi del frammento di Okazaki a partire dall'RNA primer. L'anello del DNA cresce da entrambe le direzioni mentre l'elicasi disavvolge il DNA e il filamento in ritardo viene sintetizzato.

Quando la DNA polimerasi incontra il successivo RNA primer, si stacca dal filamento del template. Nel frattempo, il primase aggiunge un altro primer al filamento in ritardo, e l'anello di DNA crescente è rilasciato. Le proteine clamp e clamp loader, permettono alla DNA polimerasi di riassociarsi rapidamente allo stampo di DNA primer.

La formazione e il successivo collasso del loop del DNA si ripete con la sintesi di ogni nuovo frammento di Okazaki.