์งํต์ธํฌ(eukaryotic cell)์ DNA ๋ณต์ (replication)๋ ๊ณ ๋๋ก ๋ณด์กด๋๊ณ ์๊ฒฉํ๊ฒ ์กฐ์ ๋ฉ๋๋ค. ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์ ํ(linear) ์ผ์์ฒด๋ ์ธํฌ ๋ถ์ด ์ ์ ๋์ ์ ํ๋(fidelity)๋ก ๋ณต์ ๋์ด์ผ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ณต์ ๊ณผ์ ์์ ์ ๋ฌธํ๋ ์ญํ ์ ํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ด ๋ง์ต๋๋ค. ๋ณต์ ๋ ๊ฐ์(initiation; ์์), ์ฐ์ฅ(elongation; ์ ์ฅ), ์ข ๊ฒฐ(termination; ์ข ๋ฃ), ์ด๋ ๊ฒ ์ธ ๋จ๊ณ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ฉฐ, ์ข ๊ฒฐ ํ์ ํต ์์ ๋ ๊ฐ์ ์์ ํ ์ผ์์ฒด ์งํฉ์ด ์๊ฒ ๋ฉ๋๋ค.
์งํต DNA ๋ณต์ ๋ ์ํต DNA ๋ณต์ ์ ๋์ผํ ์ฌ๋ฌ ์๋ฆฌ๋ค์ ๋ฐ๋ฅด์ง๋ง, ์ ์ ์ฒด๊ฐ ํจ์ฌ ๋ ํฌ๊ณ ์ผ์์ฒด๊ฐ ์ํ์ด ์๋๋ผ ์ ํ์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ ๋ง์ ๋จ๋ฐฑ์ง์ด ํ์ํ๋ฉฐ, ๋ฐ๋ผ์ ๋ช ๊ฐ์ง ์ค์ํ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์ ๋๋ค. ๋ณต์ ๋ ๊ฐ ์ผ์์ฒด๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ์ฌ๋ฌ ๋ณต์ ๊ธฐ์ (origin of replication; origin; ๋ณต์ ์์ )์์ ๋์์ ์ผ์ด๋ฉ๋๋ค. ๊ฐ์ ๋จ๋ฐฑ์ง(initiator protein)์ ๋ณต์ ๊ธฐ์ ์ ์ธ์ํด ๊ฒฐํฉํ๊ณ , DNA ์ด์ค ๋์ ์ ํ๊ธฐ ์ํด ๋์ ํจ์(helicase; ํฌ๋ฆฌ์ผ์ด์ค)๋ฅผ ๋ชจ์งํฉ๋๋ค. ๊ฐ ๋ณต์ ๊ธฐ์ ์์ 2๊ฐ์ ๋ณต์ ๋ถ๊ธฐ์ (replication fork; ๋ณต์ ํฌํฌ)์ด ํ์ฑ๋ฉ๋๋ค. ๊ทธ๋ฐ ๋ค์ ํ๋ฆฌ๋ฉ์ด์ฆ(primase; ํ๋ผ์ด๋ฉ์ด์ฆ)๊ฐ DNA์ ๋จ์ผ ๊ฐ๋ฅ์ ์งง์ RNA ํ๋ผ์ด๋จธ(RNA primer; RNA ์๋ฐ์ฒด)๋ฅผ ์ถ๊ฐํ๋๋ฐ, ์ด ํ๋ผ์ด๋จธ๋ DNA ์คํฉํจ์(DNA polymerase; DNA ํด๋ฆฌ๋จธ๋ ์ด์ค)๊ฐ ๊ฒฐํฉํ๊ณ ์ผ๊ธฐ์์ด์ ๋ณต์ ํ๊ธฐ ์์ํ๋ ์ถ๋ฐ์ ์ญํ ์ ํฉ๋๋ค. DNA๋ 5’์์ 3’ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก๋ง ํฉ์ฑ๋ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก, ๋ณต์ ๊ฐ ํ ๋ณต์ ๋ถ๊ธฐ์ ์ ์์ชฝ ๊ฐ๋ฅ์์ ๋ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์งํ๋ฉ๋๋ค. ์ ๋๊ฐ๋ฅ(leading strand; ์์๋ ๊ฐ๋ฅ)์ ์ฐ์ํด์ ํฉ์ฑ๋๋ ๋ฐ๋ฉด, ์ง์ฐ๊ฐ๋ฅ(lagging strand; ๋ค์ณ์ง๋ ๊ฐ๋ฅ)์ ๊ธธ์ด๊ฐ 100-200๊ฐ์ ์ผ๊ธฐ์์ผ๋ก ์งง๊ฒ ํฉ์ฑ๋๋๋ฐ, ์ด๋ฅผ ์ค์นด์ํค ์ ํธ(Okazaki fragment; ์ค์นด์ํค ๋ถ์ )์ด๋ผ๊ณ ๋ถ๋ฆ ๋๋ค. ๋ณต์ ๊ฐ ๊ฑฐ์ ์๋ฃ๋๋ฉด RNase(ribonuclease; ๋ฆฌ๋ณดํต์ฐ๊ฐ์๋ถํดํจ์) ํจ์๊ฐ RNA ํ๋ผ์ด๋จธ๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ๊ณ DNA ์ฐ๊ฒฐํจ์(DNA ligase)๊ฐ ์๋ก์ด ๊ฐ๋ฅ์ ํ์ ์ฑ์๋๋ค.
์งํต์๋ฌผ์ DNA๋ฅผ ๋ณต์ ํ๋ ์์ ์ ์ฌ๋ฌ ์ข ๋ฅ์ DNA ์คํฉํจ์ ๊ฐ ๋ถ์ ๋ฉ๋๋ค. ๋ชจ๋ ์ ๊ธฐ์ฒด์ DNA ์คํฉํจ์ ๊ณ์ด์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ตฌ์กฐ์ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์์ด์ ์ ์ฌ์ฑ์ ๋ฐ๋ผ ๋ถ๋ฅ๋ฉ๋๋ค. ์ฒ์ ๋ฐ๊ฒฌ๋ ๊ณ์ด์ A, B, C, X๋ก ๋ถ๋ ธ๊ณ , Y, D ๊ณ์ด์ ๋์ค์ ํ์ธ๋์์ต๋๋ค. ์งํต์๋ฌผ์ B ๊ณ์ด ์คํฉํจ์( Family B polymerase)๋ ๋ณต์ ๋ถ๊ธฐ์ ์ ํ๋ฆฌ๋ฉ์ด์ฆ ์ญํ ๋ ํ๋ Pol α์ DNA ๋ณต์ ์์ ์ ๋๋ถ๋ถ์ ํ๋ ํจ์ Pol δ์ Pol ε(๊ฐ๊ฐ ์ฃผํ(template)์ ์ง์ฐ๊ฐ๋ฅ๊ณผ ์ ๋๊ฐ๋ฅ์์ ์์ )์ ํฌํจํฉ๋๋ค. ๋ค๋ฅธ DNA ์คํฉํจ์๋ DNA ์์์ ๋ณต๊ตฌํ๊ณ , ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์์ ์์์ฒด(plastid) DNA๋ฅผ ๋ณต์ฌํ๊ณ , RNA ํ๋ผ์ด๋จธ๊ฐ ์ ๊ฑฐ๋ ํ ์ง์ฐ๊ฐ๋ฅ์ DNA ์์ด์ ํ์๋ฅผ ์ฑ์ฐ๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ ์์ ์ ๋ด๋นํฉ๋๋ค.
์งํต์๋ฌผ ์ผ์์ฒด๋ ์ ํ์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ถ๋ถ์์ ๋ถํด๋๊ธฐ ์ฝ์ต๋๋ค. ์ผ์์ฒด์ ๋์๋ ์ค์ํ ์ ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์์์ผ๋ก๋ถํฐ ๋ณดํธํ๊ธฐ ์ํด ํ ๋ก๋ฏธ์ด(telomere; ๋ง๋จ์์ฒด)๊ฐ ์์ต๋๋ค. ํ ๋ก๋ฏธ์ด๋ ๋น์ํธํ(non-coding; ๋น๋ถํธํ; ๋ ผ์ฝ๋ฉ)๋๊ณ ๊ณ ๋๋ก ๋ณด์กด๋ G-rich(์ฆ ๊ตฌ์๋(guanine)์ด ๋ง์) ์์ด์ด ๋ฐ๋ณต๋ DNA ๊ตฌ๊ฐ์ ๋๋ค. ์ผ์์ฒด์ ์์ชฝ ๋์ ์๋ ์งง์ ๋จ์ผ ๊ฐ๋ฅ 3’ ๋์ถ๋ถ๋ ํต ๋ด์์ ์ผ์์ฒด๋ฅผ ์์ ์ํค๋ ํน์ ๋จ๋ฐฑ์ง๊ณผ ์ํธ์์ฉํฉ๋๋ค. ๋งค ์ธํฌ ๋ถํ ์ ํ ๋ก๋ฏธ์ด ๊ตฌ๊ฐ ์ผ๋ถ๋ ์ง์ฐ๊ฐ๋ฅ์ด ํฉ์ฑ๋๋ ๋ฐฉ์ ๋๋ฌธ์ ๋ณต์ ๋ ์ ์์ต๋๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ, ํ ๋ก๋ฏธ์ด๋ ์ฌ๋ฌ ์ธํฌ ์ฃผ๊ธฐ๋ฅผ ๊ฑฐ์น๋ฉฐ ์ ์ ์งง์์ง๊ณ , ๋ฐ๋ผ์ ์ธํฌ ๋ ธํ์ ์งํ๋ก ์ธก์ ๋ ์ ์์ต๋๋ค. ์์์ธํฌ(germ cell)์ ์ค๊ธฐ์ธํฌ(stem cell) ๊ฐ์ ํน์ ์ธํฌ๊ตฐ์ ํ ๋ก๋ฏธ์ด๋ฅผ ์ฐ์ฅํ๋ ํจ์์ธ ํ ๋ก๋จธ๋ ์ด์ฆ(telomerase; ํ ๋ก๋จธ๋ ์ด์ค)๋ฅผ ๋ฐํํ์ฌ ํ ๋ก๋ฏธ์ด๊ฐ ์งง์์ง๊ธฐ ์ ์ ์ธํฌ๊ฐ ๋ ๋ง์ ์ธํฌ ์ฃผ๊ธฐ๋ฅผ ๊ฑฐ์น ์ ์๋๋ก ๋ง๋ญ๋๋ค.
Garcia-Diaz, Miguel, and Katarzyna Bebenek. “Multiple functions of DNA polymerases.” Critical Reviews in Plant Sciences 26 (2007): 105-122. [Source]