D.N.A. Αντιγραφή

Με τη διαδικασία της αντιγραφής, καθεμιά από τις δυο πολυνουκλεοτικές αλυσίδες του αρχικού μορίου DNA λειτουργεί σαν καλούπι για τη σύνθεση μιάς νέας αλυσίδας. Τα δύο θυγατρικά μόρια που προκύπτουν είναι πανομοιότυπα με το αρχικό και το καθένα περιέχει μιά παλιά (μητρική) και μια νέα (θυγατρική) πολυνουκλεοτική αλυσίδα. Η αντιγραφή προηγείται της κυτταρικής διαίρεσης, ώστε κάθε νέο κύτταρο να περιέχει ένα νέο αντίγραφο του αρχικού κυττάρου.

dna_replication


Ο μηχανισμός της αντιγραφής έχει μελετηθεί πολύ περισσότερο στα προκαρυωτικά κύτταρα, και κυρίως στο βακτήριο Escherichia coli, γιατί το DNA τους είναι πολύ μικρότερο και απλούστερα οργανωμένο από το DNA των ευκαρυωτικών κυττάρων. Όμως τα βασικά στάδια του μηχανισμού της αντιγραφής παρουσιάζουν σημαντικές ομοιότητες και στα δύο είδη κυττάρων.

Η αντιγραφή του DNA ξεκινά από καθορισμένα σημεία που λέγονται θέσεις έναρξης αντιγραφής. Στις θέσεις αυτές η διπλή έλικα του DNA ανοίγει καθώς σπάνε οι ασθενείς δεσμοί που συγκρατούν ενωμένες τις συμπληρωματικές αζωτούχες βάσεις. Το σπάσιμο αυτό επιτυγχάνεται με τη βοήθεια ειδικών ενζύμων που λέγονται ελικάσες. Όταν ανοίξει η διπλή έλικα, δημιουργείται μιά "θηλιά" η οποία αυξάνεται προς τις δυο κατευθύνσεις. Οι θηλιές αυτές είναι ορατές με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.
 

rep1


Στη συνέχεια, με τη βοήθεια ειδικών ενζύμων που λέγονται DNA πολυμεράσες, τοποθετούνται τα κατάλληλα δεοξυριβονουκλεοτίδια απέναντι από τα αντίστοιχα της μητρικής αλυσίδας και ενώνονται με αυτά σύμφωνα με τον κανόνα της συμπληρωματικότητας. Τα νέα αυτά δεοξυριβονουκλεοτίδια της θυγατρικής αλυσίδας ενώνονται μεταξύ τους  με τη βοήθεια ενός ενζύμου της δεσμάσης. Έτσι σχηματίζονται οι νέες συμπληρωματικές αλυσίδες. Σε όλη τη διαδικασία αντιγραφής οι DNA πολυμεράσες ελέγχουν για πιθανά λάθη αντιγραφής. Αν εντοπίσουν κάποια λάθη απομακρύνουν τα λάθος νουκλεοτίδια και τοποθετούν τα σωστά. Η αντιγραφή του DNA είναι απίστευτα ακριβής, μόνο ένα νουκλεοτίδιο στα 100.000 μπορεί να ενσωματωθεί λάθος. Τα λάθη που δεν επιδιορθώνονται από τις DNA πολυμεράσες, επιδιορθώνονται σε μεγάλο ποσοστό από ειδικά επιδιορθωτικά ένζυμα. Έτσι ο αριθμός των λαθών περιορίζεται στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς στο ένα στα 1010.