Ezagun diren molekulen artean, DNA berezia da, bere buruaren bikoizketa egiteko gai baita. DNAren bikoizketa-prozesuari erreplikazio deritzo.

Prozesu hori konplexua da. Oinarrian, DNA-molekula osatzen duten harizpi osagarriak banatu egiten dira, eta molde gisa erabiltzen dira harizpi berriak egiteko, nukleotido askeak euren osagarriekin parekatzen diren heinean.

Erreplikazioaren kokapena zelulan

DNAren erreplikazioa erdikontserbakorra dela esaten da. Horren arabera, DNAren harizpi bat zaharra da, eta bestea, berria.

Erreplikazioan zortzi nukleosido trifosfatok hartzen dute parte: dATP, dTTP, dCTP, dGTP, ATP, TTP, CTP eta GTP. Molekula horiek, izenek adierazten duten moduan, hiru fosfato dauzkate. Molekula horiek harizpi-moldeko baseekin parekatuko dira erreplikazio-prozesuan. Trifosfatoen energia altua nukleotidoen arteko loturak eraikitzeko erabiltzen da. Fosfato bi askatzen dira, eta barnealdekoa lotuta geratzen da. Orduan, nukleosido trifosfatoa nukleotido bilakatzen da.

Geratzen den fosfatoak desoxirribosa-azpiunitateen arteko lotura bat osatzen du. Bigarren desoxirribosaren 3’-OH taldea aske gelditzen da, eta hirugarren nukleotidoaren 5’ fosfatoarekin erreakzionatzen du. Erreakzio-segida hori behin eta berriz gertatzen da.

Erreplikazio-prozesua DNA-molekularen ehunka lekutan hasten da, erreplikazio-abiapuntu izeneko lekuetan. Burbuila txikiko itxura duten leku horietan, baseen arteko hidrogeno-zubiak apurtzen dira, eta parekatutako baseak banantzen dira. Orduan, DNA-helizea zabaltzen edo “desbiribilkatzen” hasten da.

Desbiribilkatze hori helikasa izeneko entzima batek errazten du, erreplikazio-konplexuaren parte denak. Erreplikazio-prozesua egiten duten entzimen eta bestelako proteinen multzoa da erreplikazio-konplexua. Bi erreplikazio-konplexu daude erreplikazio-abiapuntu bakoitzean. Desbiribilkatzeak jarraitzen duenean, erreplikazio-konplexu bakoitza aurkako noranzkoan mugitzen da, eta Y-itxurako erreplikazio-sardexka osatzen dute. Erreplikazioa noranzko bietan gertatzen da, burbuilak elkartu arte.

Harizpiak desbiribilkatzen diren heinean, beste entzima batek, girasak, biribilkatzeak metatzea eragozten du, DNAn harizpi bakarreko koska tenporalak eginez. DNAk koskak dituen lekuetan helizea desbiribilkatzen ahal da, konektatutako harizpiaren inguruan. Koska berriro lotuko da gero, ligasa izeneko entzimaren bidez.

Erreplikazio-konplexuak harizpi-moldeak bananduta mantentzeko proteinak ditu, eta bai DNA polimerasak ere, erreplikaziorako berebiziko garrantzia duten entzimek.

III DNA polimerasa erreplikazioaren entzima arduraduna da. Bere funtzio nagusia da nukleotido berri baten 5’ fosfatoa jadanik bertan dagoen 3’-OH taldeari gehitzea. III DNA polimerasaren muga hau da: ezin duela berez harizpi alaba berri bat hasi; aurretik 3’-OH talde batek egon behar du bertan, nukleotido berria gehitzeko.

Hortaz, nahiz eta DNAren harizpi baten erreplikazio-abiapuntuak egon, erreplikazioa ez da benetan hasiko primasa izeneko entzima batek 5’-3’ noranzkoan RNA nukleotido gutxi batzuez osaturiko hasle bat gehitu arte. Hasle horrek III DNA polimerasak behar dituen 3’-OH taldeak itsatsiko ditu. Geroago, haslea kendu, eta DNAk ordeztuko du.

III DNA polimerasaren beste muga bat hau da: hazten ari den harizpi baten 3’-OH taldeari soilik gehitu ahal dizkiola base berriak. Jatorrizko DNA desbiribilkatzen den heinean, erreplikazioa 5’-3’ noranzkoan gertatuko da harizpi batean, baina 3’-5’ noranzkoan, beste harizpian. Hala ere, DNA polimerasak 3’-5’ noranzkoan egiten du lan. Arazo hori modu zorrotzean konponduko da.

Erreplikazioa jatorritik desbiribilkatutako zati batera mugitzen den heinean, harizpi baten baseen gehitzea eta lotura modu jarraituan gerta daiteke 5’-3’ noranzkoan. Harizpi horri harizpi gidari deritzo. Kontrara, beste harizpi parentala modu ez-jarraituan kopiatuko da, eta harizpi jarraitzaile delakoa sortuko da. Harizpi horretan, parekatu gabeko baseak metatzen dira, euren base osagarriei lotuta, baina ez euren artean; horretarako, III DNA polimerasa beharko litzateke eta. DNA-zati horrek luzera egokia duenean, III DNA polimerasa 5’-3’ noranzkoan hasiko da lan egiten. Berriki osatutako DNA-zati laburrei Okazaki zati deritze. Erreplikazioa aurrera doan heinean, nukleotido berriak gehitzen zaizkio Okazaki zatien 3’ muturrari, eta elkar topo egiten dute. III DNA polimerasak aurreko zatiko RNA-haslea aurkitzen duenean, I DNA polimerasa bertaratu eta haslea ebakitzen du; zuloa DNAz bete, eta alde egiten du. Ligasak lotuko ditu orduan Okazaki zatiak euren artean.

DNAren erreplikazio-prozesua