21.10
DNA 복제는 기존 가닥을 주형으로 사용하여 새로운 DNA 가닥을 합성하여 발생합니다. 두 개의 새로운 이중 나선은 각각 원래의 주형 가닥과 새로 합성된 딸 가닥을 포함하며 따라서 이 과정은 반보존적복제로 불리웁니다. 복제를 시작하기 위해 효소인 헬리카제는 DNA 나선을 풀고 두 가닥 사이의 수소 결합을 끊습니다.
그 다음 복제 포크로 알려진 Y형 구조를 형성하는 개별적인 가닥을 분리하는데 여기서 주형 가닥은 추가 효소에 의해 접근할 수 있습니다. 또 다른 효소인 프리메이즈는 프라이머라고 하는 짧은 RNA 단편을 각 주형 가닥에 추가합니다. 이러한 프라이머는 DNA 중합 효소가 기존 가닥에만 뉴클레오티드를 추가할 수 있기 때문에 DNA 합성에 필수적입니다.
DNA 중합 효소는 모든 주형 DNA 가닥에서 성장하는 딸가닥에 추가됩니다. 뉴클레오타이드의 추가는 DNA 쌍 규칙에 따라 원래의 DNA 가닥의 서열에 의해 유도됩니다. 딸가닥 중의 하나인 선도가닥의 합성은 복제 포크 이동 방향으로 발생합니다.
다른 가닥인 지체가닥은 반대 방향으로 합성됩니다. 이로 인해 선도가닥이 연속 중합체로 합성되는 반면 지체가닥은 짧은 단편으로 합성됩니다. 이는 DNA가 5'에서 3'방향으로만 합성될 수 있기 때문에 발생합니다.
성장하는 중합체에 첨가되기 전에 뉴클레오티드는 디옥시리보뉴클레오사이드 삼인산염으로 존재하며 3개의 인산염이 당에서 다섯 번째 탄소에 부착됩니다. 이 자유 뉴클레오티드 삼인산염은 3'히드록실기와 반응합니다. 이는 성장하는 가닥의 끝에 있는 당의 세 번째 탄소에 부착된 OH입니다.
이 반응은 피로인산염을 방출하고 두 뉴클레오티드 사이에 포스포디에스테르 결합을 형성합니다. 새로운 가닥인 RNase H 또는 DNA 중합효소의 추가 변형을 합성한 후 프라이머를 제거하고 그 자리에 DNA를 합성합니다. 단편 사이의 틈새는 DNA 리가제로 밀봉되어 연속 가닥을 생성합니다.
뉴클레오티드의 추가는 두 복제 포크가 서로 만날 때까지 계속되며 결국 복제가 완료됩니다.