Waarom dit nodig is
Elke keer dat een cel deelt, moet elke dochtercel de volledige genetische instructies krijgen. Voor menselijke cellen betekent dat: drie miljard basenparen, in elke deling, foutloos kopiëren. Replicatie gebeurt in de S-fase van de celcyclus en duurt in menselijke cellen ongeveer acht uur.
Bouwstenen en regels
DNA bestaat uit twee strengen van nucleotiden. Elke nucleotide bevat één van vier basen: A, T, C of G. De basen koppelen volgens vaste regels:
- A koppelt aan T (twee waterstofbruggen)
- C koppelt aan G (drie waterstofbruggen)
Daardoor kun je uit één streng altijd de andere afleiden — dat is wat replicatie mogelijk maakt.
Stappen van de replicatie
- Ontwinding — het enzym helicase splitst de dubbele helix open, waardoor een replicatievork ontstaat.
- Stabilisatie — single-strand binding proteins houden de losse strengen uit elkaar.
- Primer — het enzym primase plakt korte RNA-stukjes als startpunt.
- Synthese — DNA-polymerase voegt nucleotiden toe aan de groeiende streng, in 5'→3'-richting.
- Leading en lagging strand — één streng wordt continu gemaakt (leading), de andere in stukjes (Okazaki-fragmenten) op de lagging strand.
- Verbinding — DNA-ligase plakt de fragmenten aan elkaar.
- Correctie — DNA-polymerase controleert zijn eigen werk; reparatieenzymen verbeteren resterende fouten.
De belangrijkste enzymen
| Enzym | Functie |
|---|---|
| Helicase | Ontwindt de helix. |
| Primase | Plaatst RNA-primers. |
| DNA-polymerase | Voegt nieuwe nucleotiden toe. |
| Ligase | Verbindt Okazaki-fragmenten. |
| Topo-isomerase | Voorkomt opdraaiing voor de vork. |