DNA replicatie

Replicatie is het proces waarin DNA verdubbeld wordt. Het vindt plaats in alle levensvormen en is de basis voor de instandhouding van het erfelijk materiaal. Het DNA repliceert zich in de S-fase van de celcyclus. Pas wanneer een cel al zijn genetische informatie heeft gekopieerd kunnen bij de celdeling (mitose) twee dochtercellen ontstaan, die dan beiden beschikken over een identiek genoom. DNA replicatie is een complex proces waarbij veel verschillende eiwitten zijn betrokken. Een hoofdrol speelt DNA-polymerase, die voor de polymerisatie van nucleotiden zorgt, zodat een nieuwe DNA-streng wordt gevormd. De nucleotiden van de nieuwe streng worden verbonden met zogenaamde fosfodiësterbindingen (covalente bindingen tussen de OH-groep en de fosfaatgroep van de nucleotiden). In prokaryoten zijn drie DNA-polymerasen aangetoond: polymerase I, II en III. De replicatie van prokaryotisch DNA is goed onderzocht en voor een groot deel opgehelderd. Het kopiëren van DNA gebeurt met een precisie die aan het wonderbaarlijke grenst: DNA-polymerase heeft een intrinsieke foutmarge van minder dan één fout per tien miljoen toegevoegde nucleotiden. In het kernplasma bevinden zich onder andere de vrije nucleotiden dATP, dTTP, dGTP en dCTP. Dit zijn de bouwstenen die gebruikt worden bij DNA-synthese. Ze bestaan ieder uit desoxyribose (d), een base (A, T, G of C) en drie fosfaatgroepen (TP). Door twee fosfaatgroepen af te splitsen, komt chemische energie vrij. DNA-polymerase kan alleen aanhaken op een hydroxylgroep aan een 3’-eind. Om replicatie te beginnen, wordt een kort RNA-fragment, een zogenaamde primer, gekoppeld aan de template DNA-streng. Deze primer wordt gevormd door het enzym primase (een speciale RNA-polymerase).