Replikationsgaffel ( replikationsgaffel ) er en Y-formet struktur, der bevæger sig langs moder- DNA- helixen og er karakteriseret ved en lokal divergens af dens to kæder, inden for hvilken aktiv DNA-replikation forekommer [1] . I tilfælde (bortset fra kunstigt skabte molekyler og DNA fra nogle vira ), består DNA-makromolekylet af to komplementære strenge med modsatte retninger. Strengekomplementaritet betyder, at informationsindholdet i begge DNA-strenge er identisk. De forskellige ender af DNA-kæden kaldes 3'-enden og 5'-enden. Enzymet DNA-polymerase , som udfører replikation, kan kun bruge enkeltstrenget DNA som skabelon, der bevæger sig langs det i 3' → 5'-retningen. Af denne grund skal forældre-DNA-strenge midlertidigt adskilles fra hinanden for at replikation kan forekomme [2] . Denne opdeling af strengene bestemmer replikationsgaflens Y-form. Selve processen med kædeadskillelse kaldes denaturering eller smeltning. Mængden af energi, der skal bruges på denatureringen af en DNA-sektion, afhænger af forholdet mellem AT- og GC-bindinger . Guanin og cytosin er forbundet med 3 hydrogenbindinger og adenin og thymin med 2, hvilket gør førstnævnte mere stabil. Følgelig, jo flere GC-bindinger, jo mere energi skal der bruges på denaturering [1] .
Dannelsen af en replikationsgaffel finder sted på tidspunktet for replikationsinitiering efter en lokal divergens af kæderne i det overordnede DNA-molekyle ved replikationsstartpunktet . Afhængigt af typen af organisme dannes en eller to gafler, som følge heraf vil replikationen være ensrettet eller tovejs. Den anden mulighed er mere almindelig. Når replikeringsgaflen bevæger sig, dannes et replikeringsøje. [en]
Der er flere metoder til at bestemme, om replikation er ensrettet eller tovejs. I tilfælde af relativt korte lineære DNA-molekyler bestemmer elektronmikroskopi , hvordan afstanden fra replikationsøjets kanter til enden af molekylet ændres under replikation. Hvis en af disse kanter har en uændret position i forhold til molekylets grænser, så er replikationen ensrettet [1] .
For at studere replikationen af store genomer bruges metoden til at mærke nysyntetiseret DNA med radioaktive eller fluorescerende mærker af forskellige farver, efterfulgt af autoradiografi eller fluorescerende mikroskopi [1] .
En anden metode er baseret på at ændre den elektroforetiske mobilitet af DNA-molekyler afhængigt af deres form. DNA-molekyler på forskellige replikationsstadier behandles med restriktionsendonukleaser og adskilles ved hjælp af todimensionel elektroforese . Der drages konklusioner afhængigt af, hvor meget sådanne molekylers vej i gelen afviger fra banen for lineære DNA-molekyler med samme molekylvægt [1] .
| DNA replikation | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Indvielse |
| ||||||
| Forlængelse |
| ||||||
| Afslutning |
| ||||||